طراحی سلول خورشیدی پروسکایتی نازک با استفاده از نانو سیم های طلا

در سالهای اخیر، سلولهای خورشیدی پروسکایت توجه قابل توجهی به خود جذب کرده است. با این حال، طراحی سلولهای های خورشیدی پروسکایتی با لایه نازکی از پروسکایت کمتر مورد توجه قرار گرفته است. کاهش ضخامت لایه پروسکایت علاوه بر امکان تولید سلول خورشیدی نازک و نیمه شفاف، سمیت لایه پروسکایت را کاهش میدهد. با این حال کاهش ضخامت لایه پروسکایت جذب نور را کاهش میدهد. در این مقاله، به منظور بهبود جذب لایه نازک پروسکایت، استفاده از نانوسیمهای طلا در سطح مشترک بین پروسکایت و لایه انتقال دهنده حفره پیشنهاد داده میشود. ضخامت لایه پروسکایت ۵۰ نانومتر در نظر گرفته میشود. اثرات اندازه و تناوب نانوسیمها بر جذب لایه پروسکایت برای دستیابی به بالاترین عملکرد بالای سلولهای خورشیدی بررسی میشود. در دستگاه بهینه، افزایش جذب ۶۱ درصدی نسبت به ساختار بدون نانوسیم به دست می آید. همچنین چگالی جریان اتصال کوتاه از ۸/۳ mA/cm۲ به ۱۳/۶ mA/cm۲ افزایش میبابد. بهبود عملکرد سلول به تعامل نور با میدان نزدیک شدید در اطراف نانوسیمها نسبت داده میشود که توسط پلاسمون سطحی جایگزیده شده نانوسیمها ایجاد شده است. نتایج تحقیقات راه را برای طراحی سلولهای خورشیدی فوق العاده نازک، نیمه شفاف، سمیت کمتر و با کارایی بالا فراهم میکند.