پروژه ساخت و مشخصه یابی سلول های خورشیدی ,

عنوان پروژه:

افزایش عملکرد سلول‌های خورشیدی پروسکایتی با مهندسی رابط و ایجاد یک لایه میانی (Interlayer) نوین بین لایه فعال و لایه انتقال دهنده حفره.

خلاصه اجرایی (چکیده):

هدف اصلی این پروژه، غلبه بر چالش‌های اصلی سلول‌های خورشیدی پروسکایتی، از جمله تلفات بازترکیبی در رابط‌ها و پایداری ناکافی، از طریق طراحی و ساخت یک لایه میانی اختصاصی است. این پژوهش با سنتز و معرفی یک لایه نازک جدید بین پروسکایت و لایه انتقال دهنده حفره (HTL)، به دنبال بهبود انتقال حفره، کاهش بازترکیبی و افزایش پایداری طولانی‌مدت دستگاه است. این پروژه منجر به ساخت نمونه‌های آزمایشگاهی با راندمان بالاتر و ارائه یک راه‌حل نوآورانه برای صنعت فتوولتائیک خواهد شد.

 بیان مسئله و ضرورت پژوهش :

اگرچه راندمان سلول‌های پروسکایتی به سرعت رشد کرده، اما هنوز شکاف بزرگی بین راندمان آزمایشگاهی و حد تئوری (حد شاکلی-کوئیسر) وجود دارد. یکی از عوامل اصلی محدودکننده، تلفات ناشی از ناهماهنگی انرژی در رابط بین پروسکایت و لایه‌های انتقال بار (به ویژه HTL مانند Spiro-OMeTAD) است. این ناهماهنگی منجر به بازترکیبی غیرتابعی در سطح رابط و کاهش ولتاژ مدار باز (Voc) و فاکتور پُری (FF) می‌شود. همچنین، مهاجرت یون‌های پروسکایت به سمت لایه‌های مجاور یکی از دلایل اصلی کاهش پایداری این سلول‌ها است.

 اهداف پژوهش :

هدف اصلی (گام‌های اجرایی) ساخت سلول خورشیدی پروسکایتی با کارایی و پایداری برتر با استفاده از یک لایه میانی بهینه‌شده

1. طراحی و سنتز یک لایه میانی نوین: انتخاب و سنتز یک ماده (مانند پلیمرهای رسانای خاص، مولکول‌های کوچک خودآرا، نانوذرات یا ترکیبات دو بعدی مانند پروسکایت های 2D) 

2. بهینه‌سازی فرآیند ساخت: تعیین بهترین شرایط برای رسوب لایه میانی (ضخامت، غلظت، روش پوشش‌دهی) برای ایجاد یک لایه یکنواخت و بدون عیب.

3. مشخصه‌یابی فیزیکی و شیمیایی: ارزیابی عملکرد الکترونیکی: اندازه‌گیری پارامترهای کلیدی سلول (Voc, Jsc, FF, PCE) و بررسی پدیده‌های بازترکیبی با استفاده از منحنی J-V