Perovskit Güneş Hücrelerinde Yeni Bir Adım: MAPbI3 İnce Film Güneş Hücreleri

Güneş enerjisi sektöründeki en yeni yenilik, perovskit yapısıyla öne çıkan üçüncü nesil organik-hibrit ince film güneş hücreleridir. ABX3 molekül yapısına sahip perovskitler, 2009'da Miyasaka ve ekibi tarafından güneş hücresi araştırmalarına tanıtılmalarından bu yana dikkate değer bir ilgi görmüştür. Farklı perovskit formları arasında metil amonyum kurşun iyodür (MAPbI3) yapısı, güneş hücreleri uygulamalarında difüzyon uzunluğu, yük taşıyıcı yaşam süresi, yük taşıyıcı mobilite değerleri ve güneş hücresi uygulamalarında elde edilen yüksek verimlilikler açısından dikkate değer özellikleriyle öne çıkıyor.

Elektriksel Karakterizasyon ve Verimlilik Araştırması

MAPbI3 ince film perovskit güneş hücrelerinin yapısal ve elektriksel özelliklerini inceleyerek verimlilik düşüşünü ve bu düşüşün nedenlerini araştıran yeni bir çalışma yapıldı. Çalışma, perovskit yapısının kararsızlık mekanizmasına odaklanarak, güneş hücrelerinin dış ortam koşulları ve stres faktörleri nedeniyle yaşadığı verimlilik düşüşünü araştırıyor. MAPbI3 filmler literatürde belirtilen stres faktörlerine maruz bırakılarak kararsızlık ya da yarı kararlılık durumları anlaşılmaya çalışılıyor. Sonrasında stres faktörlerine (laboratuvar atmosferi, ışık banyosu, UV yaşlandırma ve yüksek saflıkta oksijen gazı) maruz bırakılarak malzemede oluşan değişimler fotoiletkenlik yöntemi ile karakterize ediliyor.. MAPbI3 filmlerde oluşan bu değişimlerin anlaşılması kararsızlık ya da yarı kararlılığın anlaşılmasını buna bağlı olarak da MAPbI3 güneş hücrelerinin güneş enerjisi sektöründe ticari kullanımın artırılmasına ve endüstriyel uygulamalara katkı sağlaması bekleniyor.

Işık Banyosunun Güneş Hücresi Verimliliği Üzerindeki Pozitif Etkisi

Araştırmada, MAPbI3 ince filmin özellikle ışık banyosu uygulaması sonrası yapısında elektronik kusurların değiştiği gözlemlendi. Bu değişikliklerin ısıl işlemlerle kısmen geri döndüğü tespit edildi. Işık banyosunun etkisi o kadar güçlüydü ki, sonrasında yapılan UV ışınları veya oksijen yaşlandırma işlemleri, ışık banyosunun yarattığı değişimlerin üzerine çıkamıyor ve etkinin gözlemlenmediği bulunuyor. Sonuçlar, malzemenin maruz kaldığı stres faktörleri arasında ışık banyosunun en etkili olanı olduğunu ve diğer faktörlerin, ışık banyosundan sonra elde edilen fotoiletkenlik değerlerini değiştiremediğini ortaya koyuyor.

Çalışma linki: htps://doi.org/10.1007/s10854-024-13459-7