@article { author = {Kazemzadeh Otoufi, Mozhgan and Ranjbar, Mehdi and Kermanpur, Ahmad and Taghavinia, Nima and Heidari, Mahsa}, title = {Synthesis and Optimization of Planar Perovskite Solar Cells Using TiO2/SnO2, TiO2/WO3 and SnO2/WO3 Electron Transport Bilayer Structures}, journal = {Journal of Advanced Materials and Technologies}, volume = {10}, number = {1}, pages = {1-12}, year = {2021}, publisher = {Materials and Research Center (MERC)}, issn = {2783-0810}, eissn = {2783-0829}, doi = {10.30501/jamt.2021.225445.1084}, abstract = {In perovskite solar cells (PSCs), effective electron extraction and reduction of electron-hole pair recombination at the electron transport layer (ETL)/perovskite interface is essential for obtaining higher performance. In this research, the presence effect of a metal oxide ultra-thin layer (< 10 nm thick) on the major ETL (≈ 50 nm thick) in improving the photovoltaic performance of the cell was investigated. For this purpose, a complete set of bilayer structures for the three common ETL metal oxide materials TiO2, SnO2 and WO3, were provided using the accurate and reproducible radio-frequency (RF) sputtering deposition method, and their performance as ETL in the cell was compared. Structural and electrical characterizations of different cells and ETLs were examined by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), UV-vis spectroscopy, Mott-Schottky analysis and J-V diagrams. The use of TiO2/SnO2-UTL, TiO2/WO3-UTL and SnO2/WO3-UTL bilayer structures has been shown to significantly increase cell efficiency by creating more efficient energy band alignment. On the other hand, using their inverted bilayer structures, SnO2/TiO2-UTL, WO3/TiO2-UTL, and WO3/SnO2-UTL, resulted in reduced cell efficiency. The results suggest a simple and promising approach to designe more efficient photovoltaic devices with improved performance.}, keywords = {Planar perovskite solar cell,RF Sputtering,TiO2,SnO2,WO3}, title_fa = {ساخت و بهینه‌سازی سلول‌های خورشیدی پروسکایتی صفحه‌ای با به‌کارگیری ساختارهای دولایه‌ای انتقال‌دهنده‌ الکترون TiO2/SnO2، TiO2/WO3 و SnO2/WO3}, abstract_fa = {در سلول‌های خورشیدی پروسکایتی (PSCs)، تخلیه مؤثر الکترون‌ها و کاهش بازترکیب زوج‌های الکترون-حفره در فصل مشترک لایه انتقال‌دهنده الکترون (ETL)/پروسکایت، برای دستیابی به عملکرد بالاتر ضروری است. در این پژوهش، اثر حضور یک لایه بسیار نازک اکسید فلزی با ضخامت کمتر از ۱۰ نانومتر بر روی ETL اصلی با ضخامت ۵۰ نانومتر در بهبود عملکرد فتوولتاییکی سلول، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، مجموعه کاملی از ساختارهای دولایه‌ای برای سه ماده اکسید فلزی ETL رایج در PSC ها یعنی TiO2، SnO2 و WO3 به روش دقیق و تکرارپذیر کندوپاش بسامد رادیویی، لایه ­نشانی شد و عملکرد آن‌ها به‌عنوان ETL در سلول، مورد مقایسه قرار گرفت. مشخصه­ یابی­ های ساختاری و الکتریکی سلول‌ها و ETL های مختلف، توسط پراش پرتوی ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM)، طیف‌سنجی UV-vis، آنالیز مت-شاتکی و نمودارهای J-V مورد بررسی قرار گرفت. نشان داده شد که به‌کارگیری ساختارهای دولایه‌ای TiO2/SnO2-UTL، TiO2/WO3-UTL و SnO2/WO3-UTL با ایجاد صف‌بندی مؤثرتر ترازهای انرژی، بازدهی سلول را به‌طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد. از سوی دیگر، با استفاده از ساختارهای دولایه‌ای معکوسِ آن‌ها یعنی SnO2/TiO2-UTL، WO3/TiO2-UTL و WO3/SnO2-UTL بازدهی سلول‌ها کاهش یافت. نتایج حاصل‌شده، یک رهیافت ساده و امیدبخش را برای طراحی مؤثرتر ادوات فتوولتاییکی با عملکرد بهبودیافته پیشنهاد می­ دهد.}, keywords_fa = {سلول خورشیدی پروسکایتی صفحه ای,کندوپاش بسامد رادیویی,SnO2,WO3,TiO2}, url = {https://www.jamt.ir/article_126424.html}, eprint = {https://www.jamt.ir/article_126424_7a55dea4e0a17a4945f0bae4155134ed.pdf} }