بررسی روش لایه‌نشانی لایه جاذب پروسکایت بر عملکرد سلول‌های خورشیدی پروسکایتی

Abstract

این مقاله به بررسی روش لایه نشانی لایه‌ی پروسکایت به‌ صورت تک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای بر عملکرد سلول‌های خورشیدی پروسکایتی پرداخته‌ است. سلول خورشیدی پروسکایتی با ساختار /TiO2(m)/CH3NH3PbI3/Cupc/Au FTO/TiO2(b) ساخته شد. برای مقایسه‌ی دو روش تک مرحله ای و دومرحله ای، لایه‌ی جاذب تعدادی از نمونه ها بصورت تک مرحله ای و تعدادی از نمونه ها بصورت دو مرحله‌ای لایه نشانی شد. پس از سونش و شستشوی لایه‌ی FTO، لایه‌ی دی اکساید تیتانیوم به عنوان لایه‌ی سد کننده حفره و همچنین لایه‌ی مزوپروس دی اکساید تیتانیوم به عنوان لایه‌ی انتقال‌دهنده الکترون با استفاده از روش چرخشی لایه نشانی و سپس بازپخت شدند.در روش لایه‌نشانی تک مرحله‌ای پودر یدید سرب با نسبت های مشخص در محلول دی متیل فرمامید و دی متیل سولفواکسید در دمای 70 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت حل شد و پس از خنک شدن پودر متیل آمونیوم یدید به محلول اضافه شد. محلول با استفاده از روش لایه نشانی چرخشی لایه نشانی شد و قبل از به پایان رسیدن مرحله لایه نشانی چرخشی کلروبنزن به عنوان آنتی سالونت روی نمونه ها ریخته شد و نمونه ها بازپخت شدند. در روش دو مرحله ای ابتدا پودر یدید سرب در محلول دی متیل فرمامید در 70 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت حل شد و روی نمونه ها با استفاده از روش لایه نشانی چرخشی لایه نشانی شد و سپس نمونه ها پس از خشک شدن در محلول متیل آمونیم یدید در ایزوپروپانول به مدت پنج دقیقه غوطه‌ور شدن و سرانجام بازپخت شدند. پس از لایه نشانی لایه ی جاذب، لایه‌ی فتالوسیانین مس به عنوان لایه انتقال دهنده حفره با استفاده از روش تبخیر حرارتی در خلاء لایه نشانی شد. لایه طلا به عنوان کاتد با استفاده از روش لایه نشانی تبخیر حرارتی در خلاء لایه نشانی شد. ناحیه فعال سلول ها 0.12 سانتی متر مربع است. پارامترهای سلول خورشیدی با استفاده از نمودار چگالی جریان بر حسب ولتاژ بدست آمد. نتایج نشان می‌دهند که چگالی جریان در روش تک مرحله ای نسبت به دو مرحله ای افزایش یافته و همچنین بازدهی سلول در روش تک مرحله ای نسبت به روش دو مرحله ای به میزان 10 درصد افزایش یافته است.این افزایش بازدهی سلول در روش تک مرحله ای را می‌توان به بهتر شدن کیفیت سطح لایه جاذب و همچنین کنترل ضخامت لایه جاذب در روش تک مرحله ای نسبت به روش دو مرحله ی دانست.