การศึกษากายภาพเชิงแสงของวัสดุฐานเพอรอฟสไกต์สำหรับโฟโตวอลเทอิกประยุกต์

Abstract

เซลล์สุริยะชนิดเพอรอฟสไกต์ ( Perovskite solar cells; PCE ) ได้รับการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพการเปลี่ยนรูปพลังงานสูงขึ้นอย่างรวดเร็วในทศวรรษที่ผ่านมา PCE จัดอยู่ในกลุ่มเซลล์สุริยะรุ่นใหม่ที่มีศักยภาพสูง อย่างไรก็ตามกราฟความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นกระแส-แรงดัน (current density-voltage curve) ของ PCE ปรากฏพฤติกรรมฮิสเทอรีซิส (Hysteresis behavior) ซึ่งเป็นอุปสรรคหลักสำหรับการใช้งาน PCE ในเชิงพาณิชย์ จากงานวิจัยที่มีมาก่อนหน้าพบว่าไทรแคตไอออน (trication, X³⁺)สามารถลดฮิสเทอรีซิสและเพิ่มประสิทธิภาพการเปลี่ยนรูปพลังงานของ PCE ได้ โครงงานนี้นำเสนอผลของการเจือโบรอนในชั้นนำอิเล็กตรอน ( Electron transport layer; ETL ) ของPCE โดยสร้างแบบจำลองทฤษฎีฟังก์ชันนัลความหนาแน่น ( Density functional theory; DFT ) ของชั้นนำอิเล็กตรอนไททาเนียมไดออกไซด์เพื่อใช้อธิบายภาวะการพร่องออกซิเจนในโครงสร้าง ( oxygen vacancies ) นำไปสู่องค์ความรู้พื้นฐานเรื่องปัจจัยของการเกิดภาวะการพร่องและวิธีลดการพร่องในชั้นนำอิเล็กตรอน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์สุริยะชนิดเมทิลแอมโมเนียมเลดไอโอไดด์เพอรอฟสไกต์ต่อไป