Geri Dön

İki boyutlu BA2PbI4 perovskit katmanı içeren güneş hücresi yapısının verim optimizasyonu

Efficiency optimization of a solar cell structure containing a two-dimensional BA2PbI4 perovskite layer

PDF İndir

  1. Tez No: 877072
  2. Yazar: ORHAN POLAT
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ÇAĞLAR DUMAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Erzurum Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 60

Özet

Perovskit güneş hücrelerinin güç dönüşüm verimliliği, son zamanlarda hızla artmıştır. Bu gelişme, cihaz mimarisinin optimizasyonu, boşluk ve elektron taşıma tabakalarının iyileştirilmesi ve yüksek kaliteli perovskit filmlerin üretilebilmesiyle mümkün olmuştur. Ancak, 3B perovskit güneş hücreleri neme, ısıya ve ışığa maruz kaldığında düşük kararlılık gösterirler. Bu kararlılık sorununa çözüm olarak, yapı içerisinde 2B perovskit katmanları kullanılabilir. Bu çalışmada, NIP yapısındaki FTO/ETL/3B perovskit/2B perovskit/HTL/Au güneş hücresi modellenmiştir. Önerilen yapı SCAPS-1D yazılımı kullanılarak AM1.5G güneş spektrumu aydınlatması (1000 W/m2) ve 300 K ortam sıcaklığı altında simüle edilmiştir. Farklı ETL ve HTL malzemelerinin karşılaştırmalı analiz sonuçlarına göre, sırasıyla SnO2 ve NiO en uygun katman malzemeleri olarak seçilmiştir. 3B perovskit katman kalınlığının artışıyla Voc ve FF değerleri düşerken Jsc değeri artmıştır. 2B perovskit katman kalınlığının artırılması durumunda ise simülasyon sonuçlarına göre güneş hücresi performansı olumsuz etkilenmiştir. Ayrıca, 3B perovskit katmanındaki kusur yoğunluğu artışının güneş hücresi performansını düşürdüğü görülmüştür. Simülasyonlarla perovskit güneş hücrelerinin kararlılık problemlerini en aza indirecek optimum güneş hücresi tasarlanmaya çalışılmıştır. 900 nm kalınlığa sahip 3B perovskit katman üzerine kaplama katmanı olarak 9 nm kalınlığında 2B perovskit katmanın yer aldığı FTO/SnO2/3B perovskit/2B perovskit/NiO/Au yapısına sahip NIP güneş hücresi tasarlanmıştır. Optimum güneş hücresi simülasyonu sonucunda Voc 1,40 V, Jsc 25,59 mA/cm², FF %79,59 ve PCE %28,58 olarak elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Power conversion efficiency of perovskite solar cells has increased rapidly in recent years. This progress has been made possible through the optimization of the device architecture, the improvement of hole and electron transport layers, and production of high-quality perovskite films. However, 3D perovskite solar cells exhibit low stability to moisture, heat, and light. To address this stability issue, 2D perovskite layers can be incorporated into the structure. In this study, an FTO/ETL/3D perovskite/2D perovskite/HTL/Au solar cell in a NIP configuration was modeled. The proposed structure was simulated using SCAPS-1D software under AM1.5G solar spectrum illumination (1000 W/m²) and at an ambient temperature of 300 K. According to the comparative analysis of different HTL and ETL materials, NiO and SnO2 were chosen as the most suitable HTL and ETL materials, respectively. As the thickness of the 3D perovskite layer increased, the Voc and FF values decreased while the Jsc value increased. Conversely, increasing the thickness of the 2D perovskite layer negatively affected the solar cell performance according to the simulation results. Additionally, an increase in defect density within the 3D perovskite layer was found to degrade the solar cell performance. It was aimed to design an optimal solar cell to minimize the stability problems of perovskite solar cells with the simulations. A NIP solar cell structure with FTO/SnO2/3D perovskite/2D perovskite/NiO/Au configuration, featuring a 900 nm thick 3D perovskite layer and a 9 nm thick 2D perovskite capping layer, was designed. The optimal solar cell simulation resulted in a Voc of 1,40 V, a Jsc of 25,59 mA/cm², a FF of 79,59%, and a PCE of 28,58%.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    878189

    2B organik-inorganik hibrit perovskit/geçiş metali dikalkojenit heteroyapılı optik soğurma tabakalarının geliştirilmesi

    Development of 2D organic-inorganic hybrid perovskite/transition metal dichalcogenide heterostructured optical absorption layers

    ALP YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Bilim ve TeknolojiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDAN YELTİK

  2. Tez No

    82457

    Electron-electron interactions in a two dimensional quantum dot

    İki boyutlu kuvantum noktasındaki elektron-elektron etkileşimleri

    NURTEN AKMAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. MEHMET TOMAK

  3. Tez No

    82882

    Water quality assesment of İzmit bay by to dimensional modeling

    İki boyutlu modelleme ile İzmit Körfezi'nin su kalitesinin değerlendirilmesi

    KAĞAN DENGİLİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EROL GÜLER

  4. Tez No

    83096

    İki boyutlu bağıl kafes yapılı süreç ile uyarlamalı görüntü restorasyonu

    Two-dimensional joint process lattice for adaptive restoration of images

    ALİ ŞİR OLGAÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET HAMDİ KAYRAN

  5. Tez No

    84468

    İki boyutlu tonlamadan üç boyutlu görüntünün oluşturulması

    Formation of three dimentional image from two dimentional shading

    SELÇUK CANBEK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    MatematikEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Uygulamalı Matematik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. M. ŞAHİN KOÇAK

Geri Dön