1403/01/24

سید نورالدین میرنیا

مرتبه علمی: استادیار
ارکید:
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس:
دانشکده: دانشکده علوم پایه
نشانی:
تلفن: 9117457437

مشخصات پژوهش

عنوان
ساخت سلول های خورشیدی پیوندگاهی ( Heterojunction ) بر پایه ی سیلیکون و بهبود عملکرد سلول ها با استفاده از لایه های اپتیکی
نوع پژوهش
پایان نامه
کلیدواژه‌ها
سلول خورشیدی پروسکایت، جریان یونی، پسماند، بازده، اتصال فلزی
سال 1402
پژوهشگران سعید صالح پور(دانشجو)، علی بهاری(استاد راهنما)، حسین میلانی مقدم(استاد راهنما)، سید نورالدین میرنیا(استاد مشاور)

چکیده

تاکنون نسل های مختلفی از سلول های خورشیدی ساخته شده اند که هدف ساخت آنها بدست آوردن بازده بیشتر و هزینه ی تولید کمتر بوده است از میان این نسل ها سلول های خورشیدی بر پایه ی پروسکایت مزیت اقتصادی بالاتری دارند که به خاطر ارزانی مواد پروسکایت، راحتی ساخت و بازده بالا است. پروسکایت ها ویژگی های منحصر به فردی دارند، ساختارهای هستند که میتوان با جایگزینی مواد متشکله ی آنها ترکیباتشان را عوض کرد و بدین وسیله خواص آنها را جهت افزایش بازده بهینه کرد. مواد پروسکایت ضریب جذب نوری بالایی دارند و سلول های مبتنی بر پروسکایت طیف جذب نوری گسترده ای دارند و ساخت این سلولها فرآیند آسانی دارد. در این پروژه سلول های خورشیدی پروسکایت هالید سرب ساخته شد و با بررسی زمان بندی ریختن کلروبنزن که یک ضد حلال میباشد؛ در فرآیند ساخت سلول متوجه تاثیر این زمان بندی در بلورینگی پروسکایت و در نتیجه بازده سلول های خورشیدی حاصل شدیم. با آزمایش زمان بندی های مختلف بهترین زمان بندی که 8 ثانیه می باشد را برای بدست آوردن بیشترین بلورینگی و بیشترین بازده ( 16.71 درصد) بدست آوردیم. در بخش دوم پژوهش به مسئله ی حرکت حامل های یونی در داخل پروسکایت پرداختیم. این حامل ها می توانند منجر به ایجاد پسماند در نمودار جریان-ولتاژ سلول های خورشیدی شوند و کاهش پسماند میتواند به افزایش بازده بینجامد. لایه های درونی دستگاه از جمله اتصال فلزی میتوانند در این جریانها نقش بازی کنند. برای بررسی این مسئله ما نقش اتصال فلزی آلومینیوم را در ساختاری مبتنی بر پروسکایت بررسی کردیم. همچنین بین اتصال فلزی و پروسکایت لایه هایی مختلفی قرار دادیم از جمله اسپایرو امتاد و PMMA و PCBM و یک مورد هم بدون لایه ی واسط بود. طبق نتایج نمودارهای ولتامتری چرخه ای در عدم حضور تابش در همه ی قطعات پسماند مشاهده شد و قطعاتی که با لایه ی PCBM ساخته شده بودند کمترین پسماند را داشتند. در قطعاتی که با اسپایرو امتاد ساخته شده بود و همچنین قطعه ای که بدون لایه ی واسط بود یک قله مشاهده شد که میتوان آن را به بروز یک واکنش در ساختار انتساب داد. چون یونها در ساختار متحرک هستند احتمال میرود در اثر این حرکت، یون های ید به سمت اتصال فلزی آلومینیوم حرکت کنند و با آلومینیوم واکنش داده و تشکیل آلومینیوم یدید دهند. چنین مسئله ای هرچند برای سلول های خورشیدی مناسب نیست ولی میتواند دریچه ای به سوی ساخت قطعات جدیدی به نام ممریستور باشد که نوعی حافظهی الکتریکی می باشند و میتوانند نسل جدید حافظه های الکتریکی را معرفی کنند. رابطه ی جریان - ولتاژ در ممریستورها به صورت خطی نیست و در نمودار ولتامتری چرخهای آنها پسماند وجود دارد به این معنی که بعد از حذف ولتاژ اعمالی جریان کامل حذف نمی شود، این شبیه رفتار نورون ها در مغز انسان است.