بهجت قنواتی - دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی فیزیک دانشگاه شهید رجایی
علیرضا محقق حضرتی - فارغ التحصیل کارشناسی ارشد فیزیک دانشگاه شهید رجایی
سیده مژگان سیدطالبی - پژوهشگر پسادکتری دانشگاه ملی یانگ مینگ جیائو تونگ
جواد بهشتیان - دانشیار دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

نیم رساناهای پروسکایتی به دلیل خواص الکترونیکی، نوری و مکانیکی قابل توجهی که دارند، به عنوان نسل بعدیسلول های فوتوولتائیک معرفی شده اند. در این پژوهش، عملکرد سلول های خورشیدی پروسکایتی بدون سرب، مبتنی برمتیل آمونیوم یدید قلع ((MASnI(۳) با (AZO ،CdS ،PCBM ،TiO(۲ و (SnS(۲ به عنوان مواد انتقالدهنده الکترون (ETM) بررسی شده است. برای شبیه سازی این سلول های خورشیدی از نرم افزار SCAPS-۱D استفاده شده که بر اساس حل هم زمان معادلات پیوستگی و پواسون کار می کند و دارای قابلیت تعیین مشخصه I-V، بازده کوانتومی و تعیین ضخامت لایه ها است. با تغییر ضخامت لایه جاذب و لایه های انتقال دهنده الکترون برای هر ساختار شبیه سازی شده و تغییر در نقص فصل مشترک بین لایه جاذب و لایه انتقال دهنده حفره، بهینه سازی انجام شد. نمودارهای جریان-ولتاژ و بازده کوانتومی برای ساختارهای شبیه سازیشده ترسیم و تاثیر ضخامت لایه جاذب، لایه انتقال دهنده الکترون و همچنین تغییر دمای سیستم، بر پارامترهای خروجیسلول خورشیدی پروسکایتی شبیه سازی شده، بررسی گردید. پس از تجزیه و تحلیل پیکربندی های مختلف سلولخورشیدی، مشاهده می شود که لایه ی کادمیم سولفید (CdS) بیشترین تاثیر را در بازدهی سلول دارد و ساختار نهایی سلول به صورت FTO/CdS/MASnI۳/CuI /Au معرفی گردید، که بهترین عملکرد را با ولتاژ مدار باز ۱/۰۶ ولت، چگالی جریان اتصال کوتاه ۳۳/۲۶ میلی آمپر برسانتیمتر مربع، ضریب پرشدگی ۷۲/۳۲% و بازده ۲۵/۶۳% نشان می دهد. نتایج این شبیه سازی در توسعه نسل جدید سلول های خورشیدی پروسکایتی پربازده وکم هزینه بسیار مفید خواهد بود.

سلول خورشیدی پروسکایتی، لایه انتقال دهنده الکترون، نرم افزار SCAPS-۱D