30126

بررسي اثر امپدانس الكتريكي بر بازدهي سلول هاي خورشيدي پروسكايتي

كارشناسي ارشد

مهندسي برق - افزاره هاي ميكرو و نانوالكترونيك

1398

1402/03/08

دكتر علي صدر

برق

سلول هاي خورشيدي پروسكايتي با بازدهي تبديل توان بالاتر از 5/25 درصد و فرآيند ساخت سريع و ارزان، از اميدواركننده ترين فناوري هاي اين حوزه جهت جايگزيني سلول هاي خورشيدي رايج سيليكوني هستند. با اين حال، وجود برخي عوامل محدودكننده مانند انواع مختلف ساز و كار¬هاي بازتركيب حامل هاي بار، منجر به عدم تكرارپذيري در ساخت سلول‌هاي خورشيدي پروسكايتي با بازدهي بالا شده است. يكي از بهترين روش ها براي درك بهتر ساز و كار هاي بازتركيب و اثر آن¬ها بر عملكرد سلول هاي خورشيدي، بررسي تغييرات پارامترهاي عملكردي سلول هاي خورشيدي بر اساس ارتباط آن ها با آناليز طيف سنجي الكتروشيميايي امپدانس مي‌باشد. استفاده از طيف‌سنجي امپدانس روي سلول‌هاي خورشيدي پروسكايتي به دليل غني بودن فرآيندهاي فيزيكي همزمان مانند انتقال حامل‌هاي بار الكترون و حفره و حركت يوني همواره چالش برانگيز بوده است. در اين پژوهش سعي شده است با بررسي پاسخ امپدانس گروهي سلول هاي خورشيدي پروسكايتي، ارتباطي بين پارامترهاي امپدانس و پارامترهاي فتوولتاييك از جمله بازدهي ايجاد شود. به همين منظور و براي پيدا كردن ارتباط بين خواص و كيفيت لايه هاي مختلف بر روي راندمان سلول خورشيدي در ابتدا تاثير نوع شستشو بررسي گرديد كه نشان داده شد شستشو با شوينده و بدون مسواك كشي باعث خراش كمتر سلول ها و كم شدن رفتار سلفي در آناليز طيف سنجي امپدانس مي‌شود و بازدهي درافزايش و مقدار 5/16 درصد حاصل گرديد. براي بررسي تاثير لايه هاي فصل مشترك در بازدهي، لايه ي PVK بين لايه پروسكايت و HTL اضافه شد كه در زيرلايه هاي ITO با كاهش تله هاي سطح باعث كاهش مقاومت انتقال بار و در نتيجه افزايش بازدهي تا 69/13 درصد نسبت به حالت بدون PVK كه بازدهي 5/12 درصد بود،گرديد ولي در زيرلايه هاي FTO لايه‌يPVK ضخيم تر ايجاد شد و عملكردي مانند يك سد مقاومتي پيدا كرد و باعث كاهش بازدهي گرديد.

1402/09/05

Investigating the effect of Electrical Impedance on the Efficiency of Perovskite Solar Cells

1/1/1900 12:00:00 AM

Perovskite solar cells with power conversion efficiency higher than 25.5% and fast and cheap manufacturing process are one of the most promising technologies in this field to replace common silicon solar cells. However, the existence of some limiting factors, such as different types of charge carrier recombination mechanisms, has led to the lack of reproducibility in the production of perovskite solar cells with high efficiency. One of the best ways to better understand the mechanism and recombination works and their effect on the performance of solar cells is to examine the changes in the functional parameters of solar cells based on their relationship with electrochemical impedance spectroscopy analysis. The use of impedance spectroscopy on perovskite solar cells has always been challenging due to the richness of simultaneous physical processes such as transfer of electron and hole charge carriers and ion motion. In this research, by examining the group impedance response of perovskite solar cells, it has been tried to establish a relationship between impedance parameters and photovoltaic parameters, including efficiency. For this purpose and to find the relationship between the properties and quality of different layers on the efficiency of the solar cell, the effect of the type of washing was investigated first, and it was shown that washing with detergent and without brushing caused less scratches on the cells and reduced selfie behavior in the analysis. Impedance spectroscopy is performed and the efficiency increased and the value of 16.5% was obtained. To investigate the effect of interface layers on efficiency, a PVK layer was added between the perovskite layer and HTL, which in ITO substrates by reducing the surface traps reduces the charge transfer resistance and as a result increases the efficiency up to 13.69% compared to the case without PVK. that the efficiency was 12.5%, but in FTO substrates, a thicker PVK layer was created and it functioned like a resistance barrier and caused a decrease in efficiency.

سلول هاي خورشيدي پروسكايتي، , طيف سنجي الكتروشيميايي امپدانس , مقاومت انتقال بار , خازن هندسي , مقاومت بازتركيب , مهاجرت يوني , لايه فصل مشترك

Perovskite Solar Cell , Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) , Charge Transfer Resistance , Geometric Capacitor , Recombination Resistance , Ion Migration , Interface Layer

Atefeh Hashemi

Dr Ali Sadr