طراحی، شبیه‌سازی و ساخت سلول خورشیدی پروسکایتی بر پایه الکترود شفاف V2O5/Ag/WO3

Abstract

در این پژوهش الکترود سه‌لایه‌ای V2O5/Ag/WO3 (VAW) به‌عنوان یک ساختار رسانای شفاف با استفاده از روش ماتریس مشخصه طراحی و ساختار بهینة آن تعیین می‌شود. سپس یک سلول خورشیدی پروسکایتی بر پایة الکترود سه لایه‌ای VAW با ساختارGlass/V2O5/Ag/WO3/PEDOT:PSS/CH3NH3PbI3/PCBM/Al در نظر گرفته می‌شود و با استفاده از فرمول‌بندی ماتریس انتقال، ویژگی‌های اپتیکی سلول خورشیدی پروسکایتی بررسی می‌شود. در ادامه نشان داده می‌شود که اثر تغییر ضخامت لایه WO3 روی ویژگی‌های اپتیکی سه لایه‌ای VAW و سلول خورشیدی پروسکایتی بر پایة الکترود VAW چشمگیرتر از اثر تغییر ضخامت لایة دی الکتریک V2O5 است. مقدار بیشینة چگالی جریان مدار کوتاه mA/cm2 19.3 در سلول خورشیدی پروسکایتی، برای ضخامت لایه اکسید وانادیوم 40 نانومتر و ضخامت لایة اکسید تنگستن 55 نانومتر به‌دست آمد که از مقدار محاسبه شده برای سلول خورشیدی پروسکایتی با الکترود ITO (17.2 mA/cm2 )، 12.2% بیشتر است. در نهایت سلول خورشیدی پروسکایتی بر پایة الکترود بهینه شده VAW ساخته شد و نتایج نشان دادند که این سلول خورشیدی کارآیی بهتری نسبت به سلول خورشیدی بر پایة الکترود تجاری ITO دارد.