Εναπόθεση, θερμικά και περιβαλλοντικά, σταθερών υμενίων πολυδιάστατων περοβσκιτών
Creators: name: Γιαννακάκη, Ελένη Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: δισδιάστατος περοβσκίτης
5-αμινοβαλερικό οξύ
φωτοβολταϊκά κελιά
two-dimensional perovskite
5-aminovaleric acid
photovoltaic cells

description: Τα φωτοβολταϊκά κελιά λεπτού υμενίου από οργανικό περοβσκιτικό υλικό έχουν μελετηθεί ευρέως τα τελευταία χρόνια. Ωστόσο δεν έχουν εμπορευματοποιηθεί, καθώς το υμένιο δεν είναι σταθερό υπό ατμοσφαιρική ή ακόμη περισσότερο υπό θερμική καταπόνηση. Βασικό ρόλο στις ηλιακές συσκευές έχουν τα ηλεκτρόδια, τα στρώματα μεταφοράς οπών και ηλεκτρονίων αλλά και το στρώμα της φωτοενεργής περοβσκιτικής ουσίας ∙ πρωτίστως το λειτουργικότερο μέρος του ηλιακού κυττάρου. Έχει διερευνηθεί πως σε τρισδιάστατο περοβσκίτη τύπου ΑΒΧ3 με Α οργανικό μέρος, η σταθερότητα δεν είναι το πλεονέκτημα του. Αντίθετα ο σχηματισμός δισδιάστατου περοβσκίτη ευνοεί την σταθερότητα του υμενίου. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία, μελετάται η σταθεροποίηση του κλασικού οργανικού μορίου της θέσης Α, το κατιόν του μεθυλαμμωνίου, μέσω ενίσχυσής του από το ογκώδες υδρόφοβο μόριο 5-αμινοβαλερικό οξύ, το οποίο μόνο του στην θέση Α σχηματίζει ένα δισδιάστατο περοβσκίτη. Στη βιβλιογραφία εφαρμόστηκαν διάφορες μέθοδοι κατασκευής του 2D/3D περοβσκίτη AVAXMAYPbIZ, αλλά δυστυχώς οι περοβσκίτες με βάση το 5-αμινοβαλερικό οξύ δεν μπόρεσαν να δώσουν καλύτερη απόδοση από το 13% απορρόφησης του ηλιακού φωτός λόγω του μεγαλύτερου ενεργειακού χάσματός τους, 1,7 eV. Εδώ αποδεικνύεται το 5-άμινοβαλερικό οξύ βοηθάει στην σταθερότητα του φωτοενεργού στρώματος όσο βρίσκεται σε μεγαλύτερη αναλογία βγάζοντας από το πλάνο ποιά αναλογία δίνει την μεγαλύτερη απόδοση. Κυρίως δημιουργήσαμε ένα πίνακα 2D/3D στρωμάτων καταταγμένα ανάλογα με τις συνθήκες και τις αναλογίες που κατασκευάστηκαν ώστε κατανοήσαμε ποιά είναι η δυναμική των δομών τους υπό θερμική καταπόνηση και βρήκαμε την ευνοϊκότερη περίπτωση. Το γεγονός ότι τα υμένια δεν απορροφούν σε όλο το ηλιακό φάσμα δεν θα έπρεπε να μας αποθαρρύνει να ασχοληθούμε και με άλλα ογκώδη οργανικά μόρια
description: Photovoltaic thin film cells made of organic perovskite material have been extensively studied in recent years. However they will not be commercialized, as the film is not stable under atmospheric or even more so under thermal stress. Primates to solar devices are the electrodes, the holes and electrons transport layers, as well as the layer of photoactive perovskite; primarily the most important functional part of the solar cell. It has been investigated that in a three-dimensional ABX3-type perovskite with an organic A component, stability is not its advantage. On the contrary, the formation of two-dimensional perovskite of organic A component promotes its stability. In this thesis, the stabilization of the classical organic molecule of A position, the methylammonium cation, is studied by augmentation of the bulky hydrophobic 5-aminovaleric acid molecule, which forms a two-dimensional perovskite. Various methods of fabricating the 2D/3D AVAXMAYPbIZ perovskite have been applied literature concerning, but unfortunately 5-aminovaleric acid perovskites are not able to yield better than 13% sunlight absorption due to their larger energy gap of 1.7 eV. Here, the 5-amino valeric acid is shown to help the photoactive layer stabilization as much as better. Which ratio gives the highest yield is out of the project now. We mainly created a 2D/3D matrix table arranged according to the conditions and proportions made of in order to understand the dynamics of their structures under heat stress and found the most favorable case. The fact that it does not absorb the entire solar spectrum should not discourage us from dealing with other bulky organic molecules