Perovskite nanokristallerin sentezive organik güneş hücrelerindekiuygulamaları

Perovskit, son yıllarda yüksek verimli fotovoltaik malzemeler olarak dikkat çekmiş ve özellikle nanokristal uygulamalarında önemli bir rol oynamıştır. Perovskit nanokristaller, güneş enerjisinin dönüşüm verimliliğini artırma potansiyeline sahip, bu da organik güneş hücreleri için önemli bir gelişme sağlamaktadır. Bu çalışmada, toksik ve çevresel zorluklar nedeniyle organik-inorganik kurşun esaslı perovskit bileşiklere alternatif olarak görülen CsPbX3 (X=Cl, Br, I) perovskit nanokristallerinin (Per-NK) sentezi ve organik güneş hücrelerinde (OGH) kullanımı incelenmiştir. Per-NK'ların sentezi için ligand destekli yeniden çöktürme yöntemi kullanılmıştır. P3HT:PCBM çözeltisi içerisine çeşitli halojen bileşimlerine sahip 3 farklı Per-NK katkılanarak ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM:Per-NK/Ag konfigürasyona sahip OGH' leri üretilmiştir. Bant aralıkları enerjisi CsPbClxBr3-x, CsPbIxCl3-x ve CsPbIxBr3-x için sırasıyla 2,01, 2,25 ve 2,41 eV olarak hesaplanmıştır. Katkısız P3HT:PCBM yüzeyinin Eg değeri, 1,889 eV olarak belirlenmiştir. CsPbClxBr3-x, CsPbIxCl3-x ve CsPbIxBr3-x katkılanmış P3HT:PCBM ince filmleri için sırasıyla 1,875, 1,884 ve 1,866 eV' a düştüğü görülmektedir. Referans hücrede 5,797 mA cm -2 Jsc, 0,296 V Voc, %29,1 dolum faktörü (FF) ve %0,495 enerji dönüşüm verimi elde edilmiştir. CsPbIxBr3-x ile hazırlanan aygıt, 6,904 mA cm -2 Jsc, 0,31 V Voc ve %30,4 FF ile enerji dönüşüm veriminde %0,650'lik bir değerle referans aygıta göre gelişme göstermiştir. Bu aygıtın verimlilik artışı temel olarak Voc, Jsc ve FF artışı ile ilişkilendirilmiştir. Bu araştırma, organik güneş pillerinin performansı iyileştirmesi için yeni stratejiler geliştirilmesine yönelik önemli bulgular sunmayı amaçlamaktadır.