مازیار مرندی

در این پژوهش فرایندهای ساخت سلول های خورشیدی نانو ساختاری بر پایه جاذب های پروسکایتی آلی˗ معدنی بررسی شده است. این مواد پروسکایت به واسطه ویژگی های اپتوالکتریکی منحصر به فردشان بسیار مورد توجه واقع شده اند. در ساخت سلولها از ساختار متداول n-i-p استفاده شده و در مرحله اول بهینه سازی روش لایه نشانی لایه جاذب نور پروسکایت به منظور تشکیل لایه ای یکنواخت با بلورینگی بالا و دانه بندی های بزرگ پرداخته شده است. در این میان سلول های خورشیدی با لایه پروسکایت Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95Pb(I0.83Br0.17)3 که با روش تک مرحله ای ایجاد شده اند، نسبت به سلول های با پروسکایت های MAPbI3 و MA0.17FA0.83Pb(I0.83Br0.17)3 پایداری و بازدهی تبدیل انرژی بیشتری را نشان می دادند. تاثیر حضور ساختارهای مختلف نانوذرات، نانومیله ها و نانوفیبرهای TiO2 در لایه رسانای الکترون در ساختار سلولهای ساخته شده بر بازدهی تبدیل انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که سلول های پروسکایتی با زیر لایه ای از نانوذرات TiO2 بازدهی بیشتری نسبت به سلول های با لایه انتقال دهنده الکترون متشکل از دو نانوساختار دیگر دارند. از طرفی به منظور بهبود عملکرد سلولها، لایه ای امتزاجی از نانوذرات و نانو میله های TiO2 به عنوان لایه انتقال دهنده الکترون مورد استفاده قرار گرفت که منجر به بیشینه افزایش %20 در بازدهی تبدیل انرژی نسبت به سلولهای با زیر لایه متشکل از تنها نانوذرات گردید. این بیشینه بازدهی با استفاده از لایه انتقال دهنده الکترون متشکل از 10 درصد وزنی از نانومیله ها بدست آمد و سلول بهینه شده دارای پارامترهای فوتوولتایی %2/17=η ، mA/cm2 95/22Jsc=،V 055/1=Voc و 71/0 FF= بود. در بخش بعدی پژوهش و به منظور کاهش هزینه های ساخت و افزایش پایداری سلولها، از مواد معدنی رسانای حفره مانند CuI، CuSCN و CIGS به منظور انتقال مناسب حفره ها در سلولهای خورشیدی پروسکایتی استفاده شد. بر اساس نتایج، بازدهی تبدیل انرژی و جریان سلولهای خورشیدی پروسکایتی با افزودن لایه CuI نسبت به عدم حضور لایه انتقال دهنده حفره به مقداری بیش از دو برابر افزایش می یافت. در استفاده از لایه CuSCN غلظت ماده مورد استفاده برای لایه نشانی با استفاده از ..... به عنوان حلال کمکی افزایش یافت و به مقدار 0.3M رسید. بر اساس نتایج لایه نشانی CuSCN در این شرایط جدید به ل