Research Article

Yüksek Verimli ve Uzun Dönem Kararlı Perovskit Güneş Hücrelerinin Üretimi için Perovskit/Spiro-OMeTAD Arayüzeyinin Thiol Molekülleri ile Modifikasyonu

Number: 17 December 31, 2019
EN TR

Yüksek Verimli ve Uzun Dönem Kararlı Perovskit Güneş Hücrelerinin Üretimi için Perovskit/Spiro-OMeTAD Arayüzeyinin Thiol Molekülleri ile Modifikasyonu

Öz

Perovskit malzemesinin yüzey/sınır kusurları içeren yüzey morfolojisi, yüksek nem hassasiyeti ve operasyonel koşullarda hücre içine doğru meydana gelen iyon göçü perovskit güneş hücrelerinin çözüm bekleyen en önemli problemleri arasındadır. Arayüzey mühendisliği, perovskit güneş hücrelerinde bu tür sorunlara karşı kullanılan en etkili yöntemlerden biridir. Bu çalışmada, thiol türevi 1-phenyl-1H-tetrazole-5-thiol (PT(thiol)) moleküllerinin, perovskit/spiro-OMeTAD arasında arayüzey tabakası olarak kullanıldığı hücrelerinin üretimi gerçekleştirilmiştir. Arayüzey tabakasının kullanıldığı hücrelerin açık devre gerilim (VOC) değerlerinde 40 mV iyileşme sağlanarak %19.5 verim elde edilmiştir. Fotovoltaik performanstaki bu iyileşme perovskit tabakasının yüzeyindeki ve tane sınırlarındaki rekombinasyon merkezlerinin pasivasyonu ile açıklanırken; arayüzey tabakasının operasyonel kararlılık problemine ciddi bir katkı sağladığı da tespit edilmiştir. Sürekli ışınım altında ve %40 nem içeren bir ortamda gerçekleştirilen kararlılık test sonucunda arayüzey tabakalı hücrenin 300 saat sonunda başlangıç veriminin %75’ini koruduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak PT(thiol) moleküllerinin perovskit hücrelerin en önemli sorunlarından biri olan kararlılık problemine çözüm sunma potansiyeli olduğu; aynı zamanda yüzey özelliklerini de iyileştirerek hücre performansını arttırdığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

References

  1. Abu Laban, W., & Etgar, L. (2013). Depleted hole conductor-free lead halide iodide heterojunction solar cells. Energy & Environmental Science, 6(11), 3249-3253.
  2. Aitola, K., Domanski, K., Correa-Baena, J. P., Sveinbjornsson, K., Saliba, M., Abate, A., . . . Boschloo, G. (2017). High temperature-stable perovskite solar cell based on low-cost carbon nanotube hole contact. Advanced Materials, 29(17), 1606398.
  3. Akin, S., Altintas, Y., Mutlugun, E., & Sonmezoglu, S. (2019). Cesium-lead based inorganic perovskite quantum-dots as interfacial layer for highly stable perovskite solar cells with exceeding 21% efficiency. Nano Energy, 60, 557-566.
  4. Akin, S., Liu, Y., Dar, M. I., Zakeeruddin, S. M., Gratzel, M., Turan, S., & Sonmezoglu, S. (2018). Hydrothermally processed CuCrO2 nanoparticles as an inorganic hole transporting material for low-cost perovskite solar cells with superior stability. Journal of Materials Chemistry A, 6(41), 20327-20337.
  5. Akin, S., Ulusu, Y., Waller, H., Lakey, J. H., & Sonmezoglu, S. (2018). Insight into interface engineering at TiO2/dye through molecularly functionalized Caf1 biopolymer. Acs Sustainable Chemistry & Engineering, 6(2), 1825-1836.
  6. Ameen, S., Rub, M. A., Kosa, S. A., Alamry, K. A., Akhtar, M. S., Shin, H. S., . . . Nazeeruddin, M. K. (2016). Perovskite solar cells: Influence of hole transporting materials on power conversion efficiency. Chemsuschem, 9(1), 10-27.
  7. Arora, N., Dar, M. I., Hinderhofer, A., Pellet, N., Schreiber, F., Zakeeruddin, S. M., & Gratzel, M. (2017). Perovskite solar cells with CuSCN hole extraction layers yield stabilized efficiencies greater than 20%. Science, 358(6364), 768-771.
  8. Bi, D. Q., Xu, B., Gao, P., Sun, L. C., Graetzel, M., & Hagfeldt, A. (2016). Facile synthesized organic hole transporting material for perovskite solar cell with efficiency of 19.8%. Nano Energy, 23, 138-144.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

December 31, 2019

Submission Date

October 1, 2019

Acceptance Date

November 10, 2019

Published in Issue

Year 2019 Number: 17

APA
Akın, S. (2019). Yüksek Verimli ve Uzun Dönem Kararlı Perovskit Güneş Hücrelerinin Üretimi için Perovskit/Spiro-OMeTAD Arayüzeyinin Thiol Molekülleri ile Modifikasyonu. Avrupa Bilim Ve Teknoloji Dergisi, 17, 727-735. https://doi.org/10.31590/ejosat.640344