بهبود عملکرد سلول‌های خورشیدی پروسکایتی از طریق مهندسی ضدحلال

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

نیوشا سادات نظام‌الدینی کچوئی ¹

امیرمحمود بخشایش ²

¹ تهران، نارمک، خیابان ملک‌لو، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مواد

² تهران، نارمک، خیابان ملک‌لو، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی

10.22067/jmme.2026.99194.1264

چکیده

در پژوهش حاضر، اثر ضدحلال‌های اتیل‌استات، کلروبنزن و دی‌اتیل اتر بر کیفیت لایه پروسکایت و عملکرد سلول‌های خورشیدی مبتنی بر آنها بررسی شد. لایه‌ های پروسکایت متبلور شده با این ضدحلال‌ها به کمک روش‌های مشخصه‌یابی ساختاری، مورفولوژیکی و نوری ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که انتخاب ضدحلال نقش تعیین‌کننده‌ای در بهبود ویژگی‌های لایه جاذب دارد. در میان نمونه‌های بررسی‌شده، اتیل‌استات منجر به تشکیل لایه‌ای با بلورینگی بالاتر، یکنواختی مورفولوژیکی بهتر و توانایی جذب نوری بهبودیافته شد. نتایج عملکرد فتوولتائیک سلول‌ها نشان داد که استفاده از اتیل‌استات منجر به دستیابی به بازده تبدیل انرژی 67/12 درصد شد که در مقایسه با کلروبنزن (16/11 درصد) و دی‌اتیل اتر (93/4 درصد)، به ترتیب بهبود حدود 13 و 156 درصدی را نشان می‌دهد. همچنین، بیشینه بازده کوانتومی خارجی برای سلول بهینه‌شده با اتیل‌استات به حدود ۸۰ درصد رسید که گویای اثربخشی بالاتر این ضدحلال در کاهش تله‌ های ساختاری و بهبود انتقال بار است.

کلیدواژه‌ها

سلول خورشیدی پروسکایتی

لایه جاذب نور

تبلور ضدحلال

اتیل‌استات

موضوعات

• مواد پیشرفته

---

عنوان مقاله English

Enhancing the Performance of Perovskite Solar Cells through Antisolvent Engineering

نویسندگان English

Niyoushasadat Nezamoddinykachooye ¹

Amirmahmoud Bakhshayesh ²

¹ School of Metallurgy & Materials Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST), Narmak, 16846-13114, Tehran, Iran

² School of Metallurgy and Materials Engineering, Iran University of Science & Technology, Narmak, Tehran, Iran

چکیده English

In the present study, the impact of antisolvents—ethyl acetate, chlorobenzene, and diethyl ether—on the quality of the perovskite layer and the performance of the resulting solar cells was investigated. The perovskite layers, crystallized using these antisolvents, were evaluated through structural, morphological, and optical characterization techniques. The results demonstrate that the choice of antisolvent plays a crucial role in improving the properties of the absorber layer. Among the investigated samples, ethyl acetate led to the formation of a layer with higher crystallinity, improved morphological uniformity, and enhanced light absorption capability. Photovoltaic performance results indicated that the device optimized with ethyl acetate achieved a power conversion efficiency of 12.67%, representing an improvement of approximately 13% and 156% compared to those prepared with chlorobenzene (11.16%) and diethyl ether (4.93%), respectively. Furthermore, the maximum external quantum efficiency for the ethyl acetate-optimized cell reached approximately 80%, indicating the superior effectiveness of this antisolvent in reducing structural defects and facilitating charge transfer.

کلیدواژه‌ها English

Perovskite solar cells

light-absorbing layer

antisolvent crystallization

ethyl acetate