Yüksek şeffaflığı, yüksek elektron hareketliliği ve avantajlı bant hizalaması nedeniyle SnO2, etkili perovskit güneş pilleri (PSC’ler) için elektron taşıma katmanları (ETL’ler) olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Kimyasal banyo biriktirme (CBD) ile üretilen SnO2 ile inşa edilen PSC’ler şimdiye kadarki en iyi performansı göstermiştir.
Bununla birlikte, CBD sırasında SnO2‘de kaçınılmaz olarak oluşan doğal ve yüzey kusurlarının bir sonucu olarak SnO2/perovskit arayüzünde taşıyıcı rekombinasyonu meydana gelir. Bu kusurlar iletim bandına yakın büyük tuzak durumları yaratır.
SnO2 kusurlarını pasifleştirmek için çeşitli yöntemler vardır, ancak termal tavlama ve ardından arayüz modifikasyonu en popüler olanlarıdır. Her iki prosedür de yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kalmayı gerektirir, bu da enerji ve zaman alıcıdır ve esnek alt tabakalar için uygun değildir.
Perovskit Güneş Pili Üretimde Yeni Yöntem Geliştirildi
Prof. Xuewen Wan yönetimindeki Lazer Üretim Merkezi, çokgen tarama kafası ve yüksek güçlü femtosaniye lazer içeren özel yapım bir femtosaniye lazer tavlama sistemi kullanarak, bu zorluğa yanıt olarak SnO2 nanopartikül tabanlı ETL’ler için yeni bir fotoeksitasyon kaynaklı pasivasyon (PiP) stratejisi oluşturdu.
Geleneksel Isıtma Yaklaşımlarına Göre Daha Verimli
Wang, lazer ışını tarama hızının 100 m s-1’in üzerine çıkabileceğini ve 5 cm × 5 cm’lik bir numunenin 30 s’de ve 10 cm × 10 cm’lik bir numunenin 60 s’de tavlanmasını sağlayabileceğini iddia ediyor. Bu, geleneksel ısıtma yaklaşımlarından çok daha verimli şeklinde açıklamada bulunuyor.
Nianyao Chai ve Ruohan Yu, yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu kullanarak PiP öncesi ve sonrasında SnO2‘yi analiz etti. Grup, PiP işleminin SnO2’nin amorf fazdan kristal faza geçişine neden olduğunu ve SnO2’nin kristalliğini artırdığını keşfetti.
Pip işleminin ardından SnO2 katmanının daha iyi kusur pasifleştirmesi, diğer yüzey ve optoelektronik karakterizasyon yöntemleriyle de gösterilmiştir.
Mai’ye göre, ultra hızlı yoğun uyarma, onlarca femtosaniye içinde lazer darbesi enerji birikiminden sonra PiP sürecini oluşturmak için kullanılır ve bunu elektron-elektron ve elektron-fonon saçılma süreçleri izler.
Bu yöntemin çok yönlü olduğu ve çeşitli perovskit soğurucu katmanlara uygulanabileceği Nianyao Chai ve Xiangyu Chen tarafından kanıtlanmıştır. Grup, perovskit kullanarak iki örnek PSC oluşturdu ve sırasıyla %24,14 ve %22,75 güç dönüşüm verimliliği (PCE) elde etti. Araştırmacılar, tekniğin daha geniş alanlı cihazlarda kullanım potansiyelini göstermek için seri bağlı altı alt hücreli perovskit güneş modülleri oluşturdu. Bu modüller %20,26’lık bir PCE üretti.
Mai’ye göre, onlarca femtosaniye içinde lazer darbesi enerji birikiminden sonra PiP sürecini oluşturmak için ultra hızlı yoğun uyarma kullanılır ve bunu elektron-elektron ve elektron-fonon saçılma süreçleri izler.
Bu yöntemin çok yönlü olduğu ve çeşitli perovskit soğurucu katmanlara uygulanabileceği Nianyao Chai ve Xiangyu Chen tarafından kanıtlanmıştır. Grup, perovskit kullanarak iki örnek PSC oluşturdu ve sırasıyla %24,14 ve %22,75 güç dönüşüm verimliliği (PCE) elde etti. Tekniğin daha geniş alanlı cihazlarda kullanım potansiyelini göstermek için araştırmacılar, seri olarak bağlanmış altı alt hücreli perovskit güneş modülleri oluşturdular. Bu modüller yüzde 20,26’lık bir PCE üretti.
Kaynak: techxplore
