دوره 27، شماره 1 - ( 1-1398 )
جلد 27 شماره 1 صفحات 244-231 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
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
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
1- دانشگاه صنعتی شاهرود
چکیده: (3253 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.
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]
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
