نوع مقاله : پژوهشی
نویسنده
گروه برق و الکترونیک، واحد بوکان، دانشگاه آزاد اسلامی، بوکان، ایران
چکیده
سلولهای خورشیدی پروسکایت کاملاً غیرآلی و بدون سرب، بهعنوان جایگزینی سازگار با محیطزیست و پایدار برای ساختارهای مرسوم مبتنی بر سرب مطرح شدهاند. در این پژوهش، عملکرد فتوولتائیکی سلول پروسکایت مبتنی بر Sr3SbI3 (استرانسیوم آنتیموان یدید) با استفاده از شبیهسازی عددی توسط نرمافزار SCAPC-1D بهطور جامع مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، مهندسی سیستماتیک لایهی پروسکایت و لایههای انتقال بار مورد توجه قرار گرفت و انواع مختلفی از لایههای هدایتکننده الکترون و حفره غیرآلی از نظر همترازی نوارهای انرژی و فرآیندهای بازترکیب در فصل مشترکها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج شبیهسازی نشان داد که ساختار بهینۀ ITO/WO3/Sr3SbI3/CuSCN/Au با وجود اختلاف انرژی مطلوب در نوار رسانش در مرز لایه هدایتکننده الکترون با لایۀ پروسکایت و همچنین همترازی تقریباً تخت نوار ظرفیت در فصل مشترک لایۀ پروسکایت با لایۀ هدایتکننده حفره، عملکرد برتری از خود نشان میدهد. این همترازی نوار انرژی موجب استخراج کارآمد حاملهای بار شده و در عین حال، تقویت سدهای مانع در برابر الکترون و حفره، بهطور مؤثری تلفات ناشی از بازترکیب بینسطحی را کاهش میدهد. علاوه بر این، بهینهسازی ضخامت، غلظت آلایش و چگالی نقص لایه پروسکایت و همچنین مقاومتهای پارازیتی، منجر به دستیابی به بازده تبدیل چشمگیر 28% شد، در حالی که ولتاژ مدار باز 07/1 ولت، چگالی جریان اتصال کوتاه 8/31 میلیآمپر بر سانتیمتر مربع و ضریب پرشدگی 82% گزارش شد. این یافتهها بر نقش کلیدی مهندسی سطح مشترک لایهها و لایههای هدایتکننده بار در پیشبرد سلولهای پروسکایت بدون سرب پربازده تأکید کرده و بینشهای ارزشمندی برای تحقق تجربی این ساختارها در آینده فراهم میآورد.
کلیدواژهها
)