Φωτοβολταϊκά βασισμένα σε υβριδικό περοβσκίτη
Date Issued
May 2025
Author(s)
Advisor
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην τεχνολογία των φωτοβολταϊκών κυψελών
Περοβσκίτη με στόχο την κατανόηση και αξιολόγηση των μηχανισμών που επηρεάζουν την
απόδοσή τους. Αναλυτικότερα, αναγράφεται η ιστορική εξέλιξη και χημική δομή των
περοβσκίτικων υλικών, οι ιδιότητές τους όπως η υψηλή απορρόφηση και αγωγιμότητα, όπως
επίσης πραγματοποιείται σύγκριση με τις παραδοσιακές τεχνολογίες πυριτίου ως προς την
απόδοση, τη σταθερότητα, την τοξικότητα και την εμπορική προοπτική. Παράλληλα,
εξετάζεται εκτενώς η αρχιτεκτονική δομή ITO/NiOx/SAM/FaPbI3/PCBM/BCP/Cu και ο
ρόλος κάθε υλικού στην απόδοση της διάταξης. Κεντρικό μέρος της μελέτης αποτελεί η
εφαρμογή της μεθοδολογίας "Αdditive engineering", μέσω της ενσωμάτωσης οργανικών και
ανόργανων πρόσθετων ουσιών στον υμένιο της ενεργούς περιοχής FaPbI3. Με τη χρήση οξέων
και βάσεων κατά Lewis, επιδιώκεται η παθητικοποίηση ελαττωματικών σημείων (passivation
of defective points), η βελτίωση της κρυσταλλικότητας και της μορφολογίας, καθώς και η
ενίσχυση της σταθερότητας της φωτοενεργούς α-φάσης. Πραγματοποιήθηκε πειραματική
ανάλυση υμενίων με και χωρίς πρόσθετες ουσίες, με χρήση τεχνικών όπως AFM και J–V
χαρακτηριστικές καμπύλες. Τα αποτελέσματα κατέδειξαν βελτιωμένα χαρακτηριστικά PCE,
Voc, Jsc, FF για τις συσκευές με πρόσθετα, επιβεβαιώνοντας την αρχική υπόθεση. Η αυξημένη
τραχύτητα ,λόγω μεγαλύτερων κόκκων, οδήγησε σε καλύτερη μεταφορά φορέων, ενώ η
παρουσία των πρόσθετων ουσιών απέτρεψε την υποβάθμιση της συσκευής. Εν κατακλείδι, η
διπλωματική εργασία καταλήγει σε θετικά συμπεράσματα ως προς την αντιμετώπιση των
προκλήσεων αλλά και την εφαρμοσιμότητα των υβριδικών περοβσκίτων, θέτοντας τις βάσεις
για περαιτέρω έρευνα και εμπορική αξιοποίηση.
Περοβσκίτη με στόχο την κατανόηση και αξιολόγηση των μηχανισμών που επηρεάζουν την
απόδοσή τους. Αναλυτικότερα, αναγράφεται η ιστορική εξέλιξη και χημική δομή των
περοβσκίτικων υλικών, οι ιδιότητές τους όπως η υψηλή απορρόφηση και αγωγιμότητα, όπως
επίσης πραγματοποιείται σύγκριση με τις παραδοσιακές τεχνολογίες πυριτίου ως προς την
απόδοση, τη σταθερότητα, την τοξικότητα και την εμπορική προοπτική. Παράλληλα,
εξετάζεται εκτενώς η αρχιτεκτονική δομή ITO/NiOx/SAM/FaPbI3/PCBM/BCP/Cu και ο
ρόλος κάθε υλικού στην απόδοση της διάταξης. Κεντρικό μέρος της μελέτης αποτελεί η
εφαρμογή της μεθοδολογίας "Αdditive engineering", μέσω της ενσωμάτωσης οργανικών και
ανόργανων πρόσθετων ουσιών στον υμένιο της ενεργούς περιοχής FaPbI3. Με τη χρήση οξέων
και βάσεων κατά Lewis, επιδιώκεται η παθητικοποίηση ελαττωματικών σημείων (passivation
of defective points), η βελτίωση της κρυσταλλικότητας και της μορφολογίας, καθώς και η
ενίσχυση της σταθερότητας της φωτοενεργούς α-φάσης. Πραγματοποιήθηκε πειραματική
ανάλυση υμενίων με και χωρίς πρόσθετες ουσίες, με χρήση τεχνικών όπως AFM και J–V
χαρακτηριστικές καμπύλες. Τα αποτελέσματα κατέδειξαν βελτιωμένα χαρακτηριστικά PCE,
Voc, Jsc, FF για τις συσκευές με πρόσθετα, επιβεβαιώνοντας την αρχική υπόθεση. Η αυξημένη
τραχύτητα ,λόγω μεγαλύτερων κόκκων, οδήγησε σε καλύτερη μεταφορά φορέων, ενώ η
παρουσία των πρόσθετων ουσιών απέτρεψε την υποβάθμιση της συσκευής. Εν κατακλείδι, η
διπλωματική εργασία καταλήγει σε θετικά συμπεράσματα ως προς την αντιμετώπιση των
προκλήσεων αλλά και την εφαρμοσιμότητα των υβριδικών περοβσκίτων, θέτοντας τις βάσεις
για περαιτέρω έρευνα και εμπορική αξιοποίηση.
File(s)![Thumbnail Image]()
Name
PIRIKKIELENI_BSC_2025_ABSTRACT.pdf
Size
186.77 KB
Format
Adobe PDF
Checksum (MD5)
396de45459ef2c6860172e0f16837a57