Download Investigating Perovskite Solar Cells with Zinc Oxide, Fullerene, and Copper Phthalocyanine and more Papers Software Engineering in PDF only on Docsity!
هایباشند. سلولهای پیشرو در زمینه تولید ارزان برق خورشیدی میهای خورشیدی پروسکایتی یکی از فناوریسلول- چکیده نظورمباشند. در این مقاله، بهها هستند که برای تولید در ابعاد بزرگ مناسب می خورشیدی الیه نازک و دما پایین یکی از انواع این سلول بررسی مشخصات فوتوولتائیکی سلول خورشیدی پروسکایتی الیه نازک و دما پایین، سلول هایی با دو ساختار متفاوت ساخته شد. ساختار اول بر پایه اکسید روی می باشد و درساختار دوم عالوه بر اکسید روی از فولرن و فتالوسیانین مس نیز استفاده شده و عملکرد این دو ای که در آن از فولرن و فتالوسیانین مس استفادهیابی صورت گرفته مشخص شد در نمونهگردید. پس از ساخت و مشخصه سلول بررسی شده است، عملکرد سلول خورشیدی بهبود یافته است. ولرناکسید روی، انتقال دهنده الکترون، انتقال دهنده حفره، سلول خورشیدی پروسکایتی، فتالوسیانین مس، ف- کلید واژه
Investigation Zinc Oxide thin film perovskite solar cell using
Fullerene and copper Phthalocyanine
H. Mehrnezhada,b, A. Behjata,b, N. Torabia,b, N. Jahanbakhshizadea,b a (^) Photonics Research Group, Engineering Research Center, Yazd University, Yazd, Iran b (^) Atomic and Molecular Group, Faculty of Physics, Yazd University, Yazd, Iran Abstract- Perovskite solar cell is one of the most popular technologies in the manufacturing low cost electricity. Thin film solar cells with low temperature is useful to apply in large dimension. In this article the Perovskite solar cell properties are investigated by two different structures. The first structure bases on the zinc-oxide and another one bases on the fullerene and copper Phthalocyanine. Both of them are investigated. We found that the efficiency of solar cells is improved by using fullerene and copper Phthalocyanine. Keywords: Copper Phthalocyanine, Electron Transport Material, fullerene, Hole Transport Material, Perovskite Solar Cells, Zinc Oxide
گروه پژوهشی فوتونیک، مرکز تحقیقات مهندسی، دانشگاه یزد^1
ده فیزیک، دانشگاه یزدگروه اتمی و مولکولی، دانشک^2
Downloaded from opsi.ir at 14:24 +0430 on Friday August 21st 2020
قابل دسترسی باشدwww.opsi.ir یت این مقاله در صورتی دارای اعتبار است که در سا
eVتوان به گاف انرژی مناسب ( ویژگیهای این ماده می حفره-) ضریب جذب باال و طول پخش زیاد الکترون 1 / 55 ترین ماده پروسکایت مورد استفاده. رایج] 2 , 1 [ اشاره کرد معدنی متیل-های خورشیدی، ترکیب آلی در ساختار سلول آمونیوم لید تری هالید است. فرمول شیمیایی این ترکیب های هالوژنیتواند یونمیXاست. اتم CH 3 NH 3 PbX 3 1 / 6 مانند برم، ید یا کلر باشد. گاف انرژی این ترکیب بین
. این مقدار گاف] 4 , 3 [ولت قابل تغییر استالکترون 2 / 2 تا ای از نور خورشیدتواند منجر به جذب بخش عمده انرژی می شود. از دیگر خصوصیات ترکیبات پروسکایت متیل آمونیوم ها و لید تری هالید این است که طول پخش الکترون طول.] 5 [ها در محدوده یک میکرون استحفره همچنین پخش زیاد به این معنی است که این مواد قابلیت استفاده در ساختارهای الیه نازک را دارند. در این ساختارها، همزمان وظایف؛ جذب نور، جدایش پروسکایت به طور های بار و انتقال حاملهای بار را بر عهده دارد. به طور حامل یهاهای خورشیدی مسطح برای ساخت دستگاه کلی سلول قابل انعطاف بسیار مفید هستند. در این تحقیق ابتدا سلول خورشیدی پروسکایت با ساختار به عنوان سلول مرجع FTO/ZnO/CH 3 NH 3 PbI 3 /Au ) در اینZnOیابی شد. از اکسید روی ( ساخته و مشخصه شود نوع ساختار که به ساختار الیه نازک نرمال شناخته می کننده حفره، و جایگزینو سددهنده الکترون در نقش انتقال شود، استفاده شده است.که به شکل رایج استفاده می TiO 2 الکترون ولت است و از 3 / 37 اکسید روی دارای گاف نواری توان به تحرک پذیری باالیهای آن می جمله ویژگی ها، شفافیت زیاد، پایداری محیطی و نیاز نداشتن به الکترون .] 6 [رد دمای پخت باال اشاره ک در ادامه برای بهبود عملکرد سلول خورشیدی پروسکایتی دهنده الکترون و ) به عنوان انتقالC 60 از فولرن ( دهنده حفره) به عنوان انتقالCuPc فتالوسیانین مس ( های مصنوعی عنصر استفاده شد. فولرن، یکی از دگرشکل شود. کربن است که از گرما دادن به گرافیت ساخته می های فولرن خود انواع مختلفی دارد و می تواند به شکل متفاوتی باشد. اما فتالوسیانین مس، یکی از ترکیبات مهم
هایساختار شماتیک سلول 1 شکل.] 7 [باشد مناسبی می
و 1 / 6 Cm- 1 VS- 1 فولرن دارای تحرک پذیری الکترونی
. همین امر] 8 [باشدمی 2 / 3 * 103 S Cm- 1 گی رسانند های خورشیدی در نقش انتقال استفاده از فولرن در سلول سازد. فتالوسیانین مس هم یک دهنده الکترون را ممکن می Downloaded from opsi.ir at 14:24 +0430 on Friday August 21st 2020
[1] C. Wehrenfennig, M. Liu, H. J. Snaith, M. B. Johnston, and L. M. Herz, "Homogeneous Emission Line Broadening in the Organo Lead Halide Perovskite CH3NH3PbI3–x Cl x," The journal of physical chemistry letters, vol. 5, no. 8, pp. 1300- 1306, 2014. [2] G .Xing et al. , "Long-range balanced electron-and hole- transport lengths in organic-inorganic CH3NH3PbI3," Science, vol. 342, no. 6156, pp. 344-347, 2013. [3] G. E. Eperon, S. D. Stranks, C. Menelaou, M. B. Johnston, L. M. Herz, and H. J. Snaith, "Formamidinium lead trihalide: a broadly tunable perovskite for efficient planar heterojunction solar cells," Energy & Environmental Science, vol. 7, no. 3, pp. 982-988, 2014. [4] J. H. Noh, S. H. Im, J. H. Heo, T. N. Mandal, and S. I. Seok, "Chemical management for colorful, efficient, and stable inorganic–organic hybrid nanostructured solar cells," Nano letters, vol. 13, no. 4, pp. 1764-1769, 2013. [5] S. D. Stranks et al. , "Electron-hole diffusion lengths exceeding 1 micrometer in an organometal trihalide perovskite absorber," Science, **vol. 342, no. 6156, pp. 341-344,
[6] Y. Sun, J. H. Seo, C. J. Takacs, J. Seifter, and A. J. Heeger, "Inverted polymer solar cells integrated with a low** ‐ temperature ‐ annealed sol ‐ gel ‐ derived ZnO film as an electron transport layer," Advanced Materials, vol. 23, no. 14, pp. 1679- 1683, 2011. [7] N. Torabi, A. Rahnamanic, H. Amrollahi, F. Mirjalili, M. Sadeghzade, and A. Behjat, "Performance enhancement of perovskite solar cell by controlling deposition temperature of copper phthalocyanine as a dopant-free hole transporting layer," Organic Electronics, 2017. [8] W. Ke et al. , "Efficient planar perovskite solar cells using room-temperature vacuum-processed C 60 electron selective layers," Journal of Materials Chemistry A, vol. 3 ,no. 35 , pp. 17971 - 17976, 2015. Eff( %) FF( %) Voc( v) Jsc(mA/c m 2 ) ZnO 5 / 58 0 / 73 41 1 / 69 12 / 7 0 / 83 53 5 / 62 ZnO+C60+ CuPc Downloaded from opsi.ir at 14:24 +0430 on Friday August 21st 2020
