صفحه اصلی | ان آر تی سی | صفحه اصلی<

09392522438  
   EN | FA

Two-dimensional (2D) organic–inorganic hybrid halide perovskites (OIHPs) have been considered by researchers in the field of solar cells due to their high-temperature stability. In this paper, the electronic and optical properties of single-layer (SL) and multilayer (ML) structures of MAPbX3 (X = Cl, Br, I and MA = CH3NH3) have been studied by density functional theory (DFT) in order to predict its photovoltaic capabilities. The results have shown that SL- and ML-MAPbX3 have a direct band gap in the range of 1.76–2.70 eV. The calculation of dielectric constants has depicted that the static dielectric constants (SDCs) of SL-MAPbX3 are smaller than SDCs of ML-MAPbX3. However, as we expected, the reaction of the structures to in-plane (║) and out-of-plane (┴) polarizations was different; therefore, the SL- and ML-MAPbX3 (X = Cl, Br, I) were optically anisotropic. In addition, the intensity of the optical absorption spectrum for ML-MAPbX3 structures is approximately three times higher than that of SL-MAPbX3 structures. By increasing the radius of halogens (RCl<RBr<RI), surface area under the absorption curve increases and absorbs more. Furthermore, our results have shown that the electronic and optical behavior of 2D-MAPbX3 is suitable for photovoltaic applications and makes them useful for OIHP solar cells.

 

Ref: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15567036.2019.1568645

 

 

 

 

منتشرشده در مقالات ما

In this study, using the density functional theory, the mechanical properties of methylammonium lead halide perovskites (CH3NH3PbX3, X = I, Br, Cl) were investigated. Young’s modulus, bulk modulus, and shear modulus, Poisson’s ratio, and many other parameters were calculated using the PBEsol and vdW approximations. Also, in this work, utilizing a new accuracy in calculating the elastic constants, the intense conflict between the previous theoretical results and the experimental data were fixed. Moreover, for the first time, through combination of the PBEsol and vdW methods, the effect of the interaction between methylammonium and PbX3 scaffold on the mechanical properties of lead halide perovskites was well cleared. In continuation, using the PBEsol+vdW method, a phase transition appeared for the MAPbBr3 and MAPbCl3 structures, which proved more stability of MAPbBr3 and MAPbCl3 in comparison with MAPbI3. In what follows, by studying these materials under an applied strain beyond the harmonic region, the transition zone to the plastic area in the strain region of 5.5% and smaller was identified, and the small values of the aforementioned applied strains were found to be the reason for the instability of these materials at room temperature and above.

 

Ref: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcc.7b07129

 

 

 

 

منتشرشده در مقالات ما

نسل جدید سلول های خورشیدی، پروسکایت ها : توان تبدیل انرژی خورشیدی (PCE) نقش زیادی در تولید الکتریسیته در آینده  دارد. سلول‌های خورشیدی پروسکایتی یکی از مهم‌ترین انواع سلول‌های خورشیدی هستند که توسط آنها می‌توان انرژی خورشیدی ارزانتری را  تولید کرد، پس باید به دنبال افزایش بازده در تبدیل انرژی این سلولهای خورشیدی باشیم.
بازده بالا در تبدیل انرژی سلولهای خورشیدی پروسکایتی، به علت جذب قوی نور و برانگیختگیهای مرزی ضعیف آنها می باشد. با افزایش اندازه ی بلور و بهبود کیفیت بلوری هسته ها و لایه ی سطحی ارتقا داده شده، به بازده بالای 18% در توان تبدیل انرژی خورشیدی در این نوع سلول های خورشیدی رسیده اند. با روش Hot-Casting که بر محلول انجام می شود و با افزایش دمای زیرلایه تا c◦ 190 و به هنگام استفاده از محلولهایی با نقطه ی جوش بالا مانند N-دی متیل فرمالید (DMF) و N-متیل-2-پیرولیدون (NMP)، اندازه‌ی هسته به طرز قابل توجهی افزایش می یابد (1 تا 2 میلیمتر). رشد بلور با افزایش اندازه‌ی هسته دو مزیت اساسی دارد: 1) کاهش فاصله‌ی بین نواحی به علت هسته‌های بزرگ بر اختلال‌های باری چیره شده و پسماندی وجود نخواهد داشت. 2) هسته های بزرگتر در حالت بالک نقصان کمتر و تحرک بالاتری دارند که به حامل های تولید نور اجازه‌ی انتشار در طول مجموعه بدون برخوردهای مکرر به ناخالصی ها را می‌دهد (1).
عملکرد قابل توجه فوتوولتائیکی پروسکایت های هیبریدی به طول عمر بلند حامل‌های آنها و تاثیر بالای فوتولومینانس نسبت داده شده است. شرایط رشد پروسکایت و عملیات لایه نشانی تا حد زیادی مورفولوژی لایه، طول عمر حامل ها  و عملکرد دستگاه را تغییر می دهد (2).
همچنین برای جذب بهتر نور در پروسکایت‌ها، از نانوبلورها استفاده می‌شود. نانوبلورهای پروسکایت متیل آمونیوم یدید سرب CH3NH3)PbI3) به کار رفته در سلول‌های خورشیدی مزوسکوپیک،  به عنوان جاذب های نوری تعریف می شوند. لایه نشانی این ذرات بر روی لایه‌های نازک و متخلخل TiO2، تمام رنگهای نور مرئی را جذب کرده و منجر به افزایش چگالی نور در لایه‌های نازک با ضخامت زیرمیکرون می‌شود و PCE تا 9/7% افزایش می‌یابد (3).
علاوه بر آن، لایه نشانی نانو ذرات Al2O3 چارچوبی با ساختار سوپرمزو (MSSC) تشکیل می‌دهند. با نازک‌تر شدن این لایه‌ی متخلخل، یک لایه‌ی نازک جامد و جاذب تشکیل می شود. این پروسکایت جاذب در دمای پایین (کمتر از c◦ 150) علاوه بر افزایش بهره‌ی PCE تا 9/1%، از پراکندگی بار و انتقال هر دو نوع حامل (الکترون‌ها و حفره‌ها) با بهره‌ی نزدیک به 100% حمایت می‌کند. در نهایت با بهینه‌سازی ضخامت لایه‌ی Al2O3 در دمای پایین در سلولهای خورشیدی پروسکایتی با ساختار سوپرمزو، بازده بالای 12/3%  حاصل می‌شود (4). همچنین می‌توان لایه‌ی پروسکایت CH3NH3)PbI3) را با درجه‌ی خلوص بالا، بین دو لایه‌ی خیلی نازک که از مولکول‌های آلی تشکیل شده قرار داد. این مواد آلی با فرایندهای مبتنی بر محلول لایه نشانی می شوند. این مجموعه‌ی ساده، عاری از اکسید فلز و فراوری شده در دمای اتاق، بازده بالای 12% را در mwcm-2 100 می‌دهد (5).

 

[1] Nie, Wanyi, et al. “High-efficiency solution-processed perovskite solar cells with millimeter-scale grains.” Science 347.6221 (2015): 522-525.
[2] Vorpahl, Sarah M., et al. “Impact of microstructure on local carrier lifetime in perovskite solar cells.” Science 348.6235 (2015): 683-686.
[3] Kim, Hui-Seon, et al. “Lead iodide perovskite sensitized all-solid-state submicron thin film mesoscopic solar cell with efficiency exceeding 9%.” Scientific reports 2 (2012).
[4] Ball, James M., et al. “Low-temperature processed meso-superstructured to thin-film perovskite solar cells.” Energy & Environmental Science 6.6 (2013): 1739-1743.
[5] Malinkiewicz, Olga, et al. “Perovskite solar cells employing organic charge-transport layers.” Nature Photonics 8.2 (2014): 128-132.

 

 

 

 

منتشرشده در اخبار علمی

7 روز هفته، 24 ساعته پاسخگوی شما هستیم

social 16 social 13 social 09 social 07 social 05