پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 49 |
| تعداد شمارهها | 1,282 |
| تعداد مقالات | 11,081 |
| تعداد مشاهده مقاله | 22,936,163 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,485,157 |
بهینهسازی عملکرد و مهندسی همترازی نوار انرژی در سلول خورشیدی پروسکایت تماممعدنی و بدون سرب مبتنی بر Sr3SbI3 | ||
| فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 10 خرداد 1405 | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2026.77136.1288 | ||
| نویسنده | ||
| مهدی علی آقایی* | ||
| گروه برق و الکترونیک، واحد بوکان، دانشگاه آزاد اسلامی، بوکان، ایران | ||
| چکیده | ||
| سلولهای خورشیدی پروسکایت کاملاً غیرآلی و بدون سرب، بهعنوان جایگزینی سازگار با محیطزیست و پایدار برای ساختارهای مرسوم مبتنی بر سرب مطرح شدهاند. در این پژوهش، عملکرد فتوولتائیکی سلول پروسکایت مبتنی بر Sr3SbI3 (استرانسیوم آنتیموان یدید) با استفاده از شبیهسازی عددی توسط نرمافزار SCAPC-1D بهطور جامع مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، مهندسی سیستماتیک لایهی پروسکایت و لایههای انتقال بار مورد توجه قرار گرفت و انواع مختلفی از لایههای هدایتکننده الکترون و حفره غیرآلی از نظر همترازی نوارهای انرژی و فرآیندهای بازترکیب در فصل مشترکها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج شبیهسازی نشان داد که ساختار بهینۀ ITO/WO3/Sr3SbI3/CuSCN/Au با وجود اختلاف انرژی مطلوب در نوار رسانش در مرز لایه هدایتکننده الکترون با لایۀ پروسکایت و همچنین همترازی تقریباً تخت نوار ظرفیت در فصل مشترک لایۀ پروسکایت با لایۀ هدایتکننده حفره، عملکرد برتری از خود نشان میدهد. این همترازی نوار انرژی موجب استخراج کارآمد حاملهای بار شده و در عین حال، تقویت سدهای مانع در برابر الکترون و حفره، بهطور مؤثری تلفات ناشی از بازترکیب بینسطحی را کاهش میدهد. علاوه بر این، بهینهسازی ضخامت، غلظت آلایش و چگالی نقص لایه پروسکایت و همچنین مقاومتهای پارازیتی، منجر به دستیابی به بازده تبدیل چشمگیر 28% شد، در حالی که ولتاژ مدار باز 07/1 ولت، چگالی جریان اتصال کوتاه 8/31 میلیآمپر بر سانتیمتر مربع و ضریب پرشدگی 82% گزارش شد. این یافتهها بر نقش کلیدی مهندسی سطح مشترک لایهها و لایههای هدایتکننده بار در پیشبرد سلولهای پروسکایت بدون سرب پربازده تأکید کرده و بینشهای ارزشمندی برای تحقق تجربی این ساختارها در آینده فراهم میآورد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| سلول خورشیدی پروسکایت بدون سرب؛ استرانسیوم آنتیموان یدید (Sr3SbI3)؛ اسکپس یک بعدی (SCAPC-1D)؛ مهندسی همترازی نوار انرژی؛ بهینهسازی لایههای هدایتکننده بار | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Performance Optimization and Band Alignment Engineering of Lead-Free Sr3SbI3-Based All-Inorganic Perovskite Solar Cell | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mehdi Aliaghayee | ||
| Department of Electrical and Electronic Engineering, Bou.C., Islamic Azad University, Boukan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| A B S T R A C T Lead-free, all-inorganic perovskite solar cells (PSCs) have emerged as promising environmentally benign and thermally stable alternatives to conventional lead-based devices. In this study, a comprehensive SCAPS-1D numerical simulation was conducted to investigate and optimize the photovoltaic performance of PSC based on Sr3SbI3 (Strontium Antimony Iodide) through systematic engineering of the absorber and charge transport layers. Various inorganic electron transport layers (ETLs) and hole transport layers (HTLs) were evaluated with particular emphasis on energy band alignment and interfacial recombination processes. An optimized device configuration of ITO/WO₃/Sr3SbI3/CuSCN/Au was identified, enabled by a favorable conduction band offset at the ETL/absorber interface and a near-flat valence band offset at the absorber/HTL interface. This band alignment facilitates efficient charge extraction while enhanced electron and hole blocking barriers effectively suppress interfacial recombination losses. Further optimization of absorber thickness, doping concentration, and defect density as well as parasitic resistances led to a high power conversion efficiency of 28%, accompanied by an open-circuit voltage of 1.07 V, a short-circuit current density of 31.8 mA/cm2, and a fill factor of 82%. These findings underscore the critical importance of interface and transport layer engineering in the development of high-efficiency, lead-free PSCs and provide valuable insights for future experimental realization. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Lead-free perovskite solar cells, Sr3SbI3, SCAPS-1D, Band alignment engineering, Transport layer optimization | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 34 |
||