Interface passivation of perovskite solar cells with novel cations
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mikro ve Nanoteknoloji Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: GÜLSEVİM BENSU YILDIRIM
Danışman: EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Arayüz mühendisliği ve yüzey kusurlu pasifleştirme, son teknoloji ürünü perovskite güneş pillerinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Organik aralayıcılar ile birincil perovskit soğurucunun üstünde iki boyutlu (2D) katman oluşturmak, yalnızca tane sınırlarını pasifleştirmekle ve cihaz performansını iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda stabiliteyi de artırır. Bu çalışmada 2,6-metoksi-feniletil amonyum iyodür (2,6-MeO-PEAI) ve 3,5-metoksi-feniletil amonyum iyodür (3,5-MeO-PEAI) olmak üzere iki yeni katyon (FAPbI3)1−x(MAPbBr3)x (FAMA) perovskitinin üstünde kullanılmıştır, bu da açık devre voltajında (VOC) bir artışa ve stabilitenin artmasına neden olmuştur. Ayrıca katyon pasivasyonu sonrası tavlamanın etkisi detaylı olarak incelenmiştir. Otlatma insidansı X-ışını kırınımı ölçümleri, 2,6-MeO-PEAI tuzunun 2D perovskit oluşturmadığını, oysa 3,5-MeO-PEAI tuzunun tavlama ile 2D katman oluşturduğunu ortaya koymuştur. Hem fotolüminesans hem de empedans spektroskopisi ölçümleri, tuz pasivasyonu ile rekombinasyonun azaldığını ve bunun da VOC'de bir artışa yol açtığını göstermiştir. 3,5-MeO-PEAI tuzunun eklenmesiyle 1,14 eV kadar yüksek bir VOC değeri elde edilmiştir, ancak 2,6-MeO-PEAI tuzuna sahip hücreler, referans hücrelerin verimliliğini aşarak en iyi genel performansı sergilemiştir. Güç dönüştürme verimliliği (PCE), referans hücre için %18,14 iken, 2,6-MeO-PEAI tuzu ilavesinden sonra %19,15 değerine yükselmiştir. Ayrıca, tuzla işlem görmüş cihazların nem direnci, temas açısı ölçümleriyle kanıtlandığı üzere, büyük ölçüde iyileştirilmiştir. Üretimden altı hafta sonra, referans hücre ve 2,6-MeO-PEAI ve 3,5-MeO-PEAI uygulanan hücreler, ilk verimlerinin sırasıyla %77, %93 ve %94'ünü korumuştur, bu da tuz pasivasyonunun uzun süreli stabiliteyi geliştirdiğini açıkça göstermiştir.