سلول PV انعطاف پذیر دو طرفه ۲۷% بازدهی ارائه می دهد
به گزارش آرا نیرو : دانشمندان هندی ساختار سلولی بدون لایه انتقال الکترون را شبیه سازی کرده و بهینه ترین طراحی را با الکترود شفاف جلویی Zr:In2O3، لایه انتقال حفره CuSCN و الکترود شفاف عقب NAN شناسایی کرده اند. آنها همچنین ضخامت و باندگپ آن را بهینه کرده اند.
محققان هندی یک ساختار سلولی جدید بدون لایه انتقال الکترون (ETL) دو طرفه برای دستگاه های انعطاف پذیر پیشنهاد کرده اند. آنها این سلول را با استفاده از نرم افزار شبیه سازی SCAPS-1D بهینه سازی کردند و موثرترین ترکیب الکترود شفاف جلو (FTE)، لایه انتقال حفره (HTL) و الکترود شفاف عقب (RTE) را انتخاب کردند. ساختار جدید به بازدهی تبدیل توان (PCE) بیش از ۲۷% دست یافته است.
محققان گفتند: « پروسکایت بدون ETL امیدوارکننده‌ترین و قابل قبول‌ترین دستگاه‌ها برای توسعه PSCهای انعطاف‌پذیر به دلیل پردازش دمای پایین‌تر، ساده‌ترین پیکربندی و حذف مسیرهای آماده‌سازی پیچیده هستند که انرژی و زمان را کاهش می‌دهد.» آنها می‌توانند به راحتی با روش رول به رول، پوشش پاششی، چاپ جوهرافشان پردازش شوند و می‌توان با لایه‌های انعطاف‌پذیر کم هزینه آنها را کپسوله کرد.»
دانشمندان با یک ساختار مرجع متشکل از یک لایه FTE از PFTO شروع کردند. لایه نقص بین سطحی (IDL)1؛ یک لایه پروسکایت (FA0.75MA0.25PbI2.5Br0.5)؛ IDL2؛ لایه HTL از Spiro-OMeTAD؛ IDL3؛ و یک لایه RTE از Cu/Cu2O (PFTO/IDL1/FA0.75MA0.25PbI2.5Br0.5/IDL2/Spiro-OMeTAD/IDL3/Cu/Cu2O). آنها ضخامت لایه پروسکایت را ۶۰۰ نانومتر تنظیم کردند.
گروه توضیح داد: «پس از انتخاب یک FTE مناسب، مشاهده کردیم که مقدار پایین‌تر جابجایی باند هدایت (CBO) در رابط FTE/پروسکایت به دلیل ساختار مانند چاه پتانسیل، عملکرد دستگاه را بهبود می‌بخشد.» “CuI و CuSCN در مقایسه با سایر HTL ها، هم راستایی باند بهتری با لایه جذب کننده پروسکایت نشان می دهند، که منجر به بهبود عملکرد دستگاه می شود. میل الکترون RTE نقش مهمی در هم راستایی باند در رابط RTE/HTL و در نتیجه عملکرد دستگاه ایفا می کند.»
پس از نهایی کردن سلول قهرمان، گروه باندگپ و ضخامت آن را بررسی کرد.
نتایج نشان داد: «PCE دستگاه تا باندگپ بهینه ۱٫۴ eV افزایش می‌یابد و به PCE 24.65% (روشنایی جلو) و ۲۵٫۴۸% (روشنایی عقب) می‌رسد. فراتر از این باندگپ، PCE شروع به کاهش می‌کند.» «پس از بهینه‌سازی ضخامت لایه جذب‌کننده (۸۰۰ نانومتر) با چگالی نقص ۱٫۰ × ۱۰^۱۴ cm−۳، PCE به ۲۶٫۸۸% و ۲۷٫۳۵% بهبود می‌یابد.»
آنها نتایج خود را در «بهینه‌سازی عملکرد سلول‌های خورشیدی پروسکایت دو طرفه بدون ETL برای دستگاه‌های انعطاف‌پذیر: یک مطالعه شبیه‌سازی» ارائه کردند که اخیراً در Next Energy منتشر شده است. این تیم شامل محققانی از مؤسسه ملی فناوری هند و مؤسسه فناوری هند بود.
نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع: مجله فتوولتائیک PV
