عنوان

بررسی سلول¬های خورشیدی پروسکایتی و تأثیر مواد پلیمری و غیرپلیمری و پارامترهای مؤثر لایه‌های تشکیل‌دهنده آن با شبیه‌سازی توسط نرم‌افزار SCAPS-1D با رویکرد بهینه‌سازی چندهدفه

Number

پ۲۶۰۷۲

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی سلول¬های خورشیدی پروسکایتی و تأثیر مواد پلیمری و غیرپلیمری و پارامترهای مؤثر لایه‌های تشکیل‌دهنده آن با شبیه‌سازی توسط نرم‌افزار SCAPS-1D با رویکرد بهینه‌سازی چندهدفه

First Statement of Responsibility

سیدرضا حسینی

Name of Publisher, Distributor, etc.

مهندسی شیمی ونفت

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۰

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۵۰ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی شیمی گرايش پلیمر

Date of degree

۱۴۰۰/۱۱/۱۳

Text of Note

چکیده: در سال‌های اخیر، استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی جایگاه ویژه‌ای را در تولید انرژی الکتریسیته با هدف کاهش اثرات زیست ‌محیطی پیدا کرده است. لذا استفاده از سلول‌های خورشیدی به دلیل تولید انرژی از منابعی تجدیدپذیر مورد توجه قرار گرفته‌ است. در میان انواع سلول¬های خورشیدی ارایه شده، به دلیل بازدهی قابل توجه و هزینه¬های عملیاتی پایین، در چند سال اخیر استفاده از سلول¬های خورشیدی پروسکایتی مورد توجه محققین قرار گرفته است. این نوع از سلول¬ها شامل لایه¬های فعال مختلفی با تنوع مواد مختلفی برای هر کدام از لایه¬ها می¬باشند که امکان ایجاد ساختارهای مختلف سلول¬های خورشیدی پروسکایتی اعم از ساختارهای پلیمری و غیرپلیمری را فراهم می¬سازد. بررسی این سلول¬ها در دو فاز شبیه¬سازی و آزمایشگاهی می¬تواند صورت بگیرد. در این پژوهش، با محوریت نقش لایه¬های پلیمری مختلف در ساختار سلول¬های خورشیدی پروسکایتی، شبیه¬سازی سلول¬های خورشیدی مذکور، به جهت دسترسی به پارامترهای عملکرد آن مانند بازدهی سلول، با استفاده از نرم¬افزار SCAPS-1D انجام پذیرفته است. شبیه¬¬سازی سلول خورشیدی پروسکایتی در این پژوهش در سه فاز مختلف انجام پذیرفته است. در فاز اول، مقایسه اعمال شرایط محدودکننده بازدهی مانند مسیرهای مقاومتی، بازتاب سطحی و بازترکیب در توده لایه¬ها با شرایط ایده¬آل (عدم استفاده از شرایط محدودکننده در ابزار شبیه¬سازی) بر روی یک سلول خورشیدی پروسکایتی پایه با لایه¬ی انتقال¬دهنده حفره پلیمری انجام شده است. همچنین بهینه¬سازی پارامترهای لایه¬های فعال سلول خورشیدی پایه انتخاب شده مانند ضخامت لایه¬ها و چگالی ناخالصی آن‌ها صورت پذیرفته است. در نهایت در این فاز، با در دست داشتن پارامترهای بهینه لایه¬ها، بازدهی کلی سلول و نمودار جریان-ولتاژ آن به دست آورده شده است. در فاز دوم با در دست داشتن ساختارهای مختلف پلیمری و غیرپلیمری سلول¬های خورشیدی پروسکایتی، بهینه¬سازی چندهدفه برای انتخاب ساختار بهینه سلول خورشیدی پروسکایتی به کمک ابزار تصمیم¬گیری چندمعیاره (MCDM)، با هدف مقادیر بیشتر شاخص بازدهی و مقادیر کمتر شاخص¬های هزینه، بازترکیب و شاخص¬های مربوط به آثار مخرب زیست محیطی مانند گرمایش جهانی و سمیت محیطی انجام شده است و ساختار بهینه به دست آورده شده است. در نهایت در فاز سوم، تأثیر استفاده از فصول مشترک پلیمری ابرنازک بین لایه¬ی جاذب و لایه¬ی انتقال¬دهنده حفره بررسی شده است و بهترین فصل مشترک به دست آورده شده است.

Text of Note

Abstract: In recent years, with the goal of reducing environmental impacts, employing renewable energy sources such as solar energy has suggested. Therefore, utilizing solar cells due to the production of energy from renewable sources has been considered. Among the proposed types of solar cells, due to their significant efficiency and low-operating costs, using perovskite solar cells has been considered by researchers in recent years. These types of cells contain different active layers with a variety of different materials for each layer, which allows the creation of different polymeric and non-polymeric structures of perovskite solar cells. Investigation of these cells can be performed in two phases: simulation and experimental. In this study, focusing on the role of different polymers in the structures of perovskite solar cells, the performance of these solar cells was obtained using SCAPS-1D simulation software. The perovskite solar cell simulation in this study was performed in three different phases. In the first phase, comparison of applying some limiting conditions such as resistances, reflectance and recombination in the layers with ideal conditions from performance perspective was accomplished considering a polymeric hole transporting material-based perovskite solar cell. Moreover, the parameters of the active layers of the selected basic solar cell, such as their thickness and doping density, have been optimized. In the second phase, considering different polymeric and non-polymeric structures of perovskite solar cells, multi-objective optimization for selecting the optimum structure of perovskite solar cell through multi-criteria decision making tool (MCDM), with the goal of maximum efficiency index values and minimum cost, recombination indexes and indexes related to environmental effects such as global warming and environmental toxicity values have been performed and the optimum structure has been obtained. Finally, in the third phase, the effect of using ultrathin polymeric interfaces between the absorber layer and the hole transporting material is investigated and the best interface is obtained.

Variant Title

Investigation of perovskite solar cells and the effect of polymeric and non-polymeric materials and effective parameters of its constituent layers by simulation by SCAPS-1D software with multi-objective optimization approach

Entry Element

‏حسینی،

Part of Name Other than Entry Element

‏سیدرضا

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

‏ نیایی،

Entry Element

حسینی،

Part of Name Other than Entry Element

‏ علیقلی

Part of Name Other than Entry Element

‏میرقاسم

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏ تبریز