مروری بر سلول های خورشیدی پروسکایت هالید فلز-آلی: چالش ها و فرصت ها

سلول های خورشیدی مبتنی بر مواد پروسکایت، در سال­های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. این فناوری ها، به دلیل توانایی در دستیابی به بازده بالا با صرف هزینه کم، موضوع تحقیقات متعددی را به خود اختصاص داده اند. بر این اساس، این تحقیق، با هدف دستیابی به بینش عمیق تر در این حوزه از فناوری، مروری جامع بر عوامل موثر بر فرآیندهای ساخت، دستاوردها و چالش های پیش­روی سلول های خورشیدی پروسکایت هالید فلز-آلی دارد و راهکارهای بهبود عملکرد، افزایش پایداری و کاهش میزان سمیت لایه جاذب این نوع افزاره ­ها را به ­صورت گام به گام مورد مطالعه قرار می دهد. بررسی ها نشان داد که علاوه بر نوع روش لایه ­نشانی و نحوه معماری اجزاء، مهم ترین عوامل برای دستیابی به یک سلول خورشیدی پروسکایت با عملکرد فتوولتائیک بالا، بهبود ریخت ­شناسی، کاهش سد انرژی برای هسته ­سازی، کنترل رشد یکنواخت بلورهای پروسکایت و کاهش اثر پسماند می باشند و این پارامترها را می توان با استفاده از مهندسی حلال­ها و مواد افزودنی، تنظیم متغیرهای پوشش دهی از قبیل دمای فرآوری و پسا­فرآوری و مدیریت زمان واکنش ها بهینه کرد. همچنین، تحقیقات در خصوص جایگزینی عنصر سرب با سایر عناصر کم سمی­تر نشان می دهد که تا کنون امیدوارکننده ترین نتایج برای سلول های خورشیدی پروسکایت مبتنی بر قلع، با بازده تبدیل توان حدود ۱۲-۹ % ، بدست آمده است. این بازده در مقایسه با پروسکایت های مبتنی بر سرب، که تا سال ۲۰۲۳ حدود ۲۶ % است، هنوز قابل رقابت نیست و نیاز به تلاش های بیشتری در این حوزه از تحقیقات می باشد.

کلیدواژه ها:

مواد پروسکایت ، سلول های خورشیدی پروسکایت بدون سرب ، پایداری ، پدیده پسماند ، سمیت