شماره راهنما :
1200 دكتري
پديد آورنده :
حلواني اناركي، الهام
عنوان :
توسعه و بهبود سلولهاي خورشيدي پروسكايتي نانوساختار مسطح با لايه‌هاي انتقالدهنده الكترون دياكسيدقلع
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مواد
صفحه شمار :
شانزده، [۱۵۲]ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
احمد كرمانپور، محمدحسين فتحي
استاد مشاور :
مهدي اميرنصر، اندرس هگفلت
توصيفگر ها :
سلول خورشيدي پروسكايتي مسطح , لايه انتقال دهنده الكترون , دي اكسيدقلع آلاييده با نئوبيوم , منحني جريان- ولتاژ
استاد داور :
عباس بهجت، مهدي رنجبر، حميدرضا سليمي جزي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/06/03
كد ايرانداك :
ID1200 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده از سال 9212 ميالدي سلولهاي پروسكايتي مسطح با حذف اليه مزومتخلخل دماباال 114 از جنس تيتانيا در نقش ماده انتقالدهنده الكترون و جايگزيني آن با اكسيدفلزي اليهنازك فشرده با هدف سادهسازي فرايند ساخت و صرفه اقتصادي توسعه به مقياسهاي بزرگتر توليد مورد توجه قرار گرفتند دياكسيدقلع 2 SnO پتانسيل خوبي جهت جايگزيني تيتانيا در ساختار مسطح نشان داده است هدف اصلي اين رساله ساخت اليههاي انتقالدهنده الكترون 2 SnO با استفاده از روشهاي ساده و مقرونبهصرفه محلولي نظير اليهنشاني چرخشي در دماي كم 182 جهت كاربرد در سلولهاي مسطح با ساختار كلي FTO SnO2 Perovskite Spiro OMeTAD Au و نيز بررسي تأثير آاليش اليه 2 SnO با غلظت هاي مختلف عنصر نئوبيوم بر خصوصيات اپتوالكترونيكي اين اليه و كارايي سلول مبتني برآن است استفاده از اين روش در تهيه 2 SnO با ضخامت كمتر از 41 nm براي نخستين بار در سلولهاي مسطح شامل جاذب نور پروسكايتي سه كاتيوني دستيابي به بازده پايدارشده قابلتوجه 5 32 را امكانپذير ساخت همچنين انجام عمليات به روش رسوب از حمام شيميايي در دماي كم 182 بر سطح اليه ابتدايي 2 SnO منجر به بهبود قابليت سدكنندگي آن اليه و در نتيجه كاهش احتمال وقوع شانت در سلولهاي پروسكايتي نظير آن از بيش از 14 به تنها 8 شد همچنين با انجام اين عمليات مقادير ميانگين و تكرارپذيري متغيرهاي فتوولتاييكي سلول مقاومت سري و پسماند جريان ولتاژ آن بهبود يافتند و قابليت حصول بازده پايدارشده به بزرگي 8 12 فراهم آمد همچنين در سلولهاي عملياتشده ولتاژ مدارباز قابلتوجه 422 2 ولت نزديك به حد بيشينه ترموديناميكي حاصل شد و اين سلولها عالوه بر حفظ مطلوب حدود 28 بازده اوليه طي 11 ساعت آزمون پايداري تحت تابش نور خورشيد قابليت فوقالعادهاي در بازسازي بازده حتي به مقاديري بزرگتر از بازده پيش از پيرسازي نشان دادند نتايج نشان داد كه در سلولهاي مسطحي كه در آنها از اليه 2 SnO حاصل از عمليات فوق به عنوان تنها اليه انتقالدهنده الكترون استفاده شده است آاليش با غلظت بهينه 5 مولي عنصر نئوبيوم منجر به بهبود مقادير و تكرارپذيري متغيرهاي فتوولتاييكي حصول كمترين مقدار مقاومت سري بيشينه مقدار فاكتور پرشدگي 47 1 كمترين مقدار پسماند جريان ولتاژ و افزايش بازده از 32 به2 12 در پربازدهترين سلول ميشود كلمات كليدي سلول خورشيدي پروسكايتي مسطح اليه انتقالدهنده الكترون دياكسيدقلع آالييده با نئوبيوم منحني جريان ولتاژ هفده
چكيده انگليسي :
1Development and Improvement of the Planar Nanostructured Perovskite Solar Cells Based on SnO2 Electron Transport Layers Elham Halvani Anaraki e halvani@ma iut ac ir March 2018 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranAhmad Kermanpur ahmad k@cc iut ac ir 1st Supervisor Mohammad Hosein Fathi fathi@cc iut ac ir 2nd Supervisor Mehdi Amirnasr amirnasr@cc iut ac ir 1st Advisor Anders Hagfeldt anders hagfeldt@epfl ch 2nd Advisor Masoud Atapour Department Graduate Program Coordinator Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Department of Chemistry Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Laboratory of Photomolecular Science cole Polytechnique F d rale de Lausanne RouteCantonale 1015 Lausanne SwitzerlandAbstractHere we propose a simple solution processed technological approach to high efficiencytin oxide based planar perovskite solar cells PSCs with a stabilized power conversionefficiency PCE close to 21 In addition this method yielded remarkable open circuitvoltages VOC of 1214 mV at a band gap of 1 62 eV confirming the high selectivity of thesolution processed layers PSCs aged under 1 sun illumination and maximum power pointtracking MPPT showed a final PCE of 20 7 after ageing up from the pre agedmeasurement of 20 4 This approach represents an advancement in the understanding ofthe role of electron selective layers ESLs on the efficiency and stability of PSCs We alsoinvestigate 0 1 5 and 10 mol Nb doping of chemical bath deposited SnO2 and itseffect on compositional structural optical and electrical properties as electron selectivelayer used in planar structured PSCs ESLs with an optimum 5 mol Nb doping yielded on average an improvement of all the device photovoltaic parameters with a championPCE of 20 5 20 1 stabilized Doping changes carrier concentration at 5 mol Nbtranslating into low device series resistance Rs in both forward and backward scans andreducing hysteresis behaviour Key Words Planar Perovskite Solar Cells Solution Processed Electron Selective Layers Nb doped SnO2 Current Voltage Characteristics
استاد راهنما :
احمد كرمانپور، محمدحسين فتحي
استاد مشاور :
مهدي اميرنصر، اندرس هگفلت
استاد داور :
عباس بهجت، مهدي رنجبر، حميدرضا سليمي جزي
