عنوان مقاله :
استفاده از نقاط كوانتومي اكسيد گرافن در سلول خورشيدي پروسكايت
عنوان به زبان ديگر :
Application of Graphene Oxide Quantum Dots in Planar Perovskite Solar Cell
پديد آورندگان :
حسيني، زهرا دانشگاه شيراز - دانشكده فناوريهاي نوين، شيراز، ايران , بابايي، آذين دانشگاه والنسيا - پژوهشكده علوم مولكولي، پترنا، اسپانيا
كليدواژه :
پروسكايت , سلول خورشيدي , اكسيد گرافن , نقاط كوانتومي , ساختار مسطح
چكيده فارسي :
كربن يك عنصر فراوان در طبيعت و نسبتا ارزانقيمت است كه ميتواند هزينه ساخت سلول خورشيدي را بطور قابل توجهي كاهش دهد. در سالهاي اخير تركيبات كربني بطور ويژه جهت استفاده در سلول خورشيدي پروسكايت مورد توجه و بررسي قرار گرفتهاند. در اين تحقيق، نقاط كوانتومي اكسيد گرافن در سلول خورشيدي پروسكايت مسطح مورد استفاده قرار گرفته اند. بدين منظور، نقاط كوانتومي اكسيد گرافن به روش هيدروترمال سنتز شده اند. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري از اين ذرات نشان مي دهد كه اندازه نقاط كوانتومي اكسيد گرافن كوچكتر از 10 نانومتر مي باشد. اين نقاط كوانتومي سپس جهت ساخت سلول خورشيدي با ساختار ITO/GOQD/MAPbI3/Spiro-OMETAD/Ag، به روش لايه نشاني چرخشي بر روي زيرلايه اكسيد قلع-اينديوم (ITO) لايه نشاني ميشوند. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني و آناليز پراش پرتو ايكس از لايه پروسكايت نشان مي دهند كه اين لايه با ساختار كريستالي مناسب، به صورت يكنواخت و پيوسته بر روي لايه نقاط كوانتومي اكسيد گرافن لايه نشاني شده است. همچنين، بررسي شدت نورتابي لايه پروسكايت لايه نشاني شده بر روي نقاط كوانتومي اكسيد گرافن، در مقايسه با شدت نورتابي لايه پروسكايت بر روي ITO نشان ميدهد كه انتقال الكترون از لايه پروسكايت به نقاط كوانتومي اكسيد گرافن بطور موثري اتفاق ميافتد و در نتيجه نورتابي لايه پروسكايت در حالت مجاورت با لايه نقاط كوانتومي اكسيد گرافن به ميزان قابل توجهي كاهش مي يابد. سلول خورشيدي پروسكايت مسطح ساخته شده، عملكرد بسيار مناسبي با مشخصات جريان اتصال كوتاه (Jsc) mA/cm2 21/9، ولتاژ مدار باز (Voc) V 1/02، ضريب پرشدگي (FF) 0/67 و بازده تبديل توان (PCE) % 15 نشان ميدهد. اين نتايج بيانگر ويژگي مناسب نقاط كوانتومي اكسيد گرافن به عنوان ماده انتقالدهنده الكترون در سلول خورشيدي پروسكايت مي باشد.
چكيده لاتين :
Introduction: Carbon is cheap and abundant in nature which can significantly reduce the cost of solar cell fabrication. In recent years, carbon nanostructures have gained special attention for application in perovskite solar cells.
Methods: In this research, graphene oxide quantum dots (GOQDs) have been used in a planar perovskite solar cell. For this purpose, GOQDs with sizes smaller than 10 nm were synthesized by the hydrothermal method. The GOQDs were spin coated on ITO to make a planar n-i-p perovskite solar cell with the structure ITO/GOQD/MAPbI3/Spiro-OMETAD/Ag.
Findings: The absorption spectrum of the GOQDs shows no overlap with absorption band of the MAPbI3 perovskite layer. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) analysis show that a uniform film of crystalline MAPbI3 perovskite has been formed on the GOQD layer. The best device performance achieved in this research for the planar perovskite solar cell is as follows: Jsc=21.9 mA/cm2, Voc=1.02 V, FF=0.67 and PCE=15%.