دوره 27، شماره 1 - ( 1-1398 )                   جلد 27 شماره 1 صفحات 231-244 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Alidaei M, Izadifard M, Ghazi M E. Increasing of solar cell stability using Br-doped CH3NH3PbI3 perovskite absorber layers. www.ijcm.ir. 2019; 27 (1) :231-244
URL: http://ijcm.ir/article-1-1238-fa.html
عالی‌دائی مریم، ایزدی‌فرد مرتضی، قاضی محمدابراهیم. افزایش پایداری سلول‌های خورشیدی با استفاده از لایه‌های جاذب پروسکایتی CH3NH3PbI3 آلاییده با برم. مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران. 1398; 27 (1) :231-244

URL: http://ijcm.ir/article-1-1238-fa.html


دانشگاه صنعتی شاهرود
چکیده:   (290 مشاهده)
ترکیب CH3NH3PbI3 یکی از معروف­ترین و پرکاربردترین ترکیبات پروسکایتی هالیدی بر پایه سرب است که در سلول­های خورشیدی پرووسکایتی استفاده می­شود. یکی از راه­های مقابله با مسأله ناپایداری این ساختار پروسکایتی در شرایط معمولی، آلایش برم در این ترکیب است. در این کار، ضمن بررسی ویژگی­های ساختاری و نوری لایه­های جاذب CH3NH3PbI3 آلاییده با برم (با نسبت­های مولی برم به ید 1:0، 3:1، 2:1، 1:1، 1:2، 0:1) که به روش دومرحله ای چرخشی- چرخشی تهیه شدند، پارامترهای فوتوولتایی سلول­های ساخته ­شده برپایه این لایه­های جاذب نیز اندازه­گیری و تحلیل شدند. تغییرات مقادیر پارامترهای فوتوولتایی در مدت 162 روز از ساخت سلول­ها به­ طور مرتب اندازه­گیری شدند. نتایج بررسی­ها نشان داد که با وجود اینکه سلول شامل ترکیب پروسکایتی بدون آلایش برم دارای بیشترین بازده اندازه­گیری شده در روز ساخت (65/11%) است، ولی به ­مرور ­زمان دچار افت شدید بازده (86%) می­گردد. مقایسه نتایج به­دست­آمده نشان داد که کمترین میزان افت بازده (1%) مربوط به سلول دارای لایه جاذب آلاییده با نسبت مولی برم به ید 1:1 با بازده تبدیل انرژی 9% است.     
متن کامل [PDF 3911 kb]   (80 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: ۱۳۹۷/۱۲/۲۵ | پذیرش: ۱۳۹۷/۱۲/۲۵ | انتشار: ۱۳۹۷/۱۲/۲۵

فهرست منابع
1. [1] Stoumpos C.C., Malliakas C.D., Kanatzidis M.G., "Semiconducting tin and lead iodide perovskites with organic cations: phase transitions, high mobilities, and near-infrared photoluminescent properties", Inorganic chemistry 52 (2013) 9019-9038. [DOI:10.1021/ic401215x]
2. [2] Cao K., Li H., Liu S., Cui J., Shen Y., Yang m., "MAPbI3− xBrx mixed halide perovskites for fully printable mesoscopic solar cells with enhanced efficiency and less hysteresis", Nanoscale 8 (2016) 8839-8846. [DOI:10.1039/C6NR01043A]
3. [3] Kim H.S., Park N.G., "Parameters affecting I–V hysteresis of CH3NH3PbI3 perovskite solar cells: effects of perovskite crystal size and mesoporous TiO2 layer",The journal of physical chemistry letters 5 (2014) 2927-2934. [DOI:10.1021/jz501392m]
4. [4] Eperon G.E., Burlakov V.M., Docampo P., Goriely A., Snaith H.J., "Morphological control for high performance, solution-processed planar heterojunction perovskite solar cells", Advanced Functional Materials 24 (2014) 151-157. [DOI:10.1002/adfm.201302090]
5. [5] Kiermasch D., Rieder p., Tvingstedt K., Baumann A., Dyakonov V., "Improved charge carrier lifetime in planar perovskite solar cells by bromine doping", Scientific reports 6 (2016) 39333. [DOI:10.1038/srep39333]
6. [6] Liu D., Kelly T.L., "Perovskite solar cells with a planar heterojunction structure prepared using room-temperature solution processing techniques" Nature photonics 8 (2014) 133-138. [DOI:10.1038/nphoton.2013.342]
7. [7] Liu M., Johnston M.B., Snaith H.J., "Efficient planar heterojunction perovskite solar cells by vapour deposition", Nature 501 (2013) 395. [DOI:10.1038/nature12509]
8. [8] Pockett A., Eperon G.E., Peltola T., Snaith H.J., Walker A., Peter L.M., Cameron P.J., "Characterization of planar lead halide perovskite solar cells by impedance spectroscopy, open-circuit photovoltage decay, and intensity-modulated photovoltage/photocurrent spectroscopy" The Journal of Physical Chemistry C 119 (2015) 3456-3465. [DOI:10.1021/jp510837q]
9. [9] Zhang T., Yang M., Zhao Y, Zhu K, "Controllable sequential deposition of planar CH3NH3PbI3 perovskite films via adjustable volume expansion" Nano letters 15(2015) 3959-3963. [DOI:10.1021/acs.nanolett.5b00843]
10. [10] Abbas H.A., Kottokkaran R., Ganapathy B, Samiee M., Zhang L., Kitahara A., Noack M., Dalal V.L., "High efficiency sequentially vapor grown nip CH3NH3PbI3 perovskite solar cells with undoped P3HT as p-type heterojunction layer", APL Materials 3 (2015) 016105. [DOI:10.1063/1.4905932]
11. [11] Yaghoobi Nia N., Matteocci F., Cina L., Di Carlo A., "High Efficiency Perovskite Solar Cell Based on Poly (3-hexylthiophene)(P3HT): The Influence of P3HT Molecular Weight and Mesoscopic Scaffold Laye", ChemSusChem 10 (2017) 3854-3860. [DOI:10.1002/cssc.201700635]
12. [12] Kojima A., Teshima K., Shirai Y., Miyasaka T., "Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells",Journal of the American Chemical S L., ociety 131(2009) 6050-6051.
13. [13] Yang W.S., Park B.W., Jung E.H., Jeon N.J., Kim Y.C., Lee D.U., Shin S.S., Seo J., Kim E.K., Noh J.H., "Iodide management in formamidinium-lead-halide–based perovskite layers for efficient solar cells", Science 356 (2017) 1736-1739. [DOI:10.1126/science.aan2301]
14. [14] Niu G., Guo X., Wang L., "Review of recent progress in chemical stability of perovskite solar cells", Journal of Materials Chemistry A 3 (2015) 8970-8980. [DOI:10.1039/C4TA04994B]
15. [15] Chen W., Wu Y., Yue Y., Liu J., Zhang W., Yang X., Chen H., Bi E., Ashraful I., Grätzel M., "Efficient and stable large-area perovskite solar cells with inorganic charge extraction layers", Science 350 (2015) 944-948. [DOI:10.1126/science.aad1015]
16. [16] Song J., Zheng E., Bian J., Wang X.F., Tian W., Sanehira Y., Miyasaka T., "Low-temperature SnO2-based electron selective contact for efficient and stable perovskite solar cell", Journal of Materials Chemistry A 3 (2015)10837-10844. [DOI:10.1039/C5TA01207D]
17. [17] Kwon Y.S., Lim J., Yun H.J., Kim Y.H., Park T., "A diketopyrrolopyrrole-containing hole transporting conjugated polymer for use in efficient stable organic–inorganic hybrid solar cells based on a perovskite", Energy & Environmental Science 7 (2014) 1454-1460. [DOI:10.1039/c3ee44174a]
18. [18] Tripathi N., Yanagida M., Shirai Y., Masuda T., Han L., Miyano K., "Hysteresis-free and highly stable perovskite solar cells produced via a chlorine-mediated interdiffusion method", Journal of Materials Chemistry A 3 (2015) 12081-12088. [DOI:10.1039/C5TA01668A]
19. [19] Smith I.C., Hoke E.T., Solis-Ibarra D., McGehee M.D., Karunadasa H.I., "A layered hybrid perovskite solar-cell absorber with enhanced moisture stability", Angewandte Chemie 126 (2014) 14414-14417. [DOI:10.1002/ange.201406466]
20. [20] Noh J.H., Im S.H., Heo J.H., Mandal T.N., Seok S.I., "Chemical management for colorful, efficient, and stable inorganic–organic hybrid nanostructured solar cells", Nano letters 13 (2013)1764-1769. [DOI:10.1021/nl400349b]
21. [21] Hao F., Stoumpos C.C., Cao D.H., Chang R.P., Kanatzidis M.G., "Lead-free solid-state organic-inorganic halide perovskite solar cells", Nature Photonics 8 (2014) 489-494. [DOI:10.1038/nphoton.2014.82]
22. [22] Saparov B., Hong F., Sun J.P., Hong H.S., Meng W., Cameron S., Hill I.G., Yan Y., Mitzi D.B., "Thin-film preparation and characterization of Cs3Sb2I9: A lead-free layered perovskite semiconductor", Chem. Mater 27 (2015) 5622-5632. [DOI:10.1021/acs.chemmater.5b01989]
23. [23] Qiu J., Qiu Y., Yan K., Zhong M., Mu C., Yan H., Yang S., "All-solid-state hybrid solar cells based on a new organometal halide perovskite sensitizer and one-dimensional TiO2 nanowire arrays", Nanoscale 5 (2013) 3245-3248. [DOI:10.1039/c3nr00218g]
24. [24] Murali B., Dey S., Abdelhady A.L., Peng W., Alarousu E., Kirmani A.R., Cho N., Sarmah S.P., Parida M.R., Saidaminov M.I., "Surface restructuring of hybrid perovskite crystals", ACS Energy Letters 1 (2016) 1119-1126. [DOI:10.1021/acsenergylett.6b00517]
25. [25] Fedeli P., Gazza F., Calestani D., Ferro P., Besagni T., Zappettini A., Calestani G., Marchi E., Ceroni P., Mosca R., "Influence of the Synthetic Procedures on the Structural and Optical Properties of Mixed-Halide (Br, I) Perovskite Films", The Journal of Physical Chemistry C 119 (2015) 21304-21313. [DOI:10.1021/acs.jpcc.5b03923]
26. [26] Tauc J., Menth A., "States in the gap", Journal of non-crystalline solids 8 (1972) 569-585. [DOI:10.1016/0022-3093(72)90194-9]
27. [27] Hoke E.T., Slotcavage D.J., Dohner E.R., Bowring A.R., Karunadasa H.R., McGehee M.D., "Reversible photo-induced trap formation in mixed-halide hybrid perovskites for photovoltaics", Chemical Science 6 (2015) 613-617. [DOI:10.1039/C4SC03141E]
28. [28] Zhou Y., Zhou Z., Chen M., Zong Y., Huang J., Pang S., Padture N.P., "Doping and alloying for improved perovskite solar cells", Journal of Materials Chemistry A 4 (2016) 17623-17635. [DOI:10.1039/C6TA08699C]
29. [29] Tu Y., Wu J., Lan Z., He X., Donh J., Jia J., Guo P., Lin J., Huang M., Huang Y., "Modulated CH3NH3PbI3− xBrx film for efficient perovskite solar cells exceeding 18%", Scientific Reports 7 (2017) 44603. [DOI:10.1038/srep44603]
30. [30] Sutter-Fella C.M., Li Y., Amani M., Ager J.W., Toma F.M., Yablonovitch E., Sharp I.D., Javey A., "High photoluminescence quantum yield in band gap tunable bromide containing mixed h alide perovskites", Nano Lett 16 (2016) 800-806. [DOI:10.1021/acs.nanolett.5b04884]
31. [31] Chen J., Shi T., Li X., Zhou B., Cao H., Wang Y., "Origin of the high performance of perovskite solar cells with large grains", Applied Physics Letters 108 (2016) 053302. [DOI:10.1063/1.4941238]
32. [32] Ren X., Yang Z., Yang D., Zhang X., Cui D, Liu Y., Wei Q., Fan H., Liu S.F., "Modulating crystal grain size and optoelectronic properties of perovskite films for solar cells by reaction temperature", Nanoscale 8 (2016) 3816-3822. [DOI:10.1039/C5NR08935B]
33. [33] Green M.A., "Solar cell fill factors: General graph and empirical expression", Solid-State Electronics 24 (1981) 788-789. [DOI:10.1016/0038-1101(81)90062-9]
34. [34] Jeon N.J., Noh J.H., Kin Y.C., Yang W.S., Ryu S., Seok S.I., "Solvent engineering for high-performance inorganic–organic hybrid perovskite solar cells", Nature materials 13 (2014) 897-903. [DOI:10.1038/nmat4014]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2019 All Rights Reserved | Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy

Designed & Developed by : Yektaweb