بدائل منخفضة التكلفة لطبقة نقل الثقوب Spiro-OMeTAD في خلايا البيروفسكايت الشمسية الخالية من الرصاص بالمحاكة العدديّة
الكلمات المفتاحية:
خلايا بيروفسكايت الشمسيّة، خالية من الرصاصCsSnI₃،، طبقة نقل الثقوبHTL، محاكاة SCAPS-1D، كفاءة تحويل الطاقة، Spiro-OMeTADالملخص
تُعدّ البيروفسكايت الخالية من الرصاص مثل CsSnI₃ مواد ماصّة واعدة للطاقة الشمسية المستدامة، إلا أنّ أداءها يتأثر بشكل كبير بخيار طبقة نقل الثقوب. في هذا البحث، استُعملت محاكاة SCAPS-1D (معايرة ببيانات تجريبية) لدراسة مجموعة واسعة من الطبقات (Cu₂O, CZTSe, CBTS, CuSCN, CuO, Spiro-IA, MoO₃, PTAA, GaAs, CuSbS₂, MoS₂, P3HT, PEDOT:PSS, CIS) بوصفها بدائل منخفضة التكلفة لمركب Spiro-OMeTAD. أظهرت النتائج أنّ كثافة تيار القصر (Jsc) تراوحت بين (30-32 mA/cm²) لمعظم الحالات، بينما اختلف كمون الدارة المفتوحة (VOC) ومعامل الملء (FF) تبعًا لطبيعة المادة. حققت طبقات مثل Cu₂O, CZTSe, CBTS أعلى كفاءة (PCE≈ 20–21%) مع Voc≈0.91 V وFF≈70–72%، تلتها طبقات CuSCN, CuO, Spiro-IA بـــــكــــــــفاءة جــــــــيدة (PCE≈19–20%) مع (Voc≈0.88–0.89 V) و.(FF≈67–69%)أما طبقات MoO₃, PTAA, GaAs فقد سجلت كفاءة مقبولة (PCE≈17–18%) مع (Voc≈0.88–0.90 V) وFF≈63–66%))، في حين اقتصرت طبقات CuSbS₂, MoS₂, P3HT, PEDOT:PSS, CIS على كفاءة منخفضة (PCE≈15–16%) مع (Voc≈0.81–0.85 V) وFF≈54–60%) ). تؤكد هذه الدراسة على وجود العــديــد من الطــبقات كبدائل منخفضة التكلفة لطبقة Spiro-OMeTAD.
