পণ্য পরিচিতি

পেরোভস্কাইট/সিলিকন ট্যান্ডেম সেল ইতিমধ্যে 35% দক্ষতা অর্জন করেছে। সমস্যা হলো স্থিতিশীলতা। এই ডিভাইসগুলি এখনও বাণিজ্যিকীকরণের জন্য প্রয়োজনীয় 25 বছরের আয়ুষ্কাল থেকে অনেক দূরে, এবং মূল কারণ ইন্টারফেসে অবস্থিত। সেখানে চার্জ জমা হয়, এবং সেই জমা রেডক্স প্রতিক্রিয়া এবং আয়ন স্থানান্তর শুরু করে।

ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত ALD-SnOx ইলেকট্রন ট্রান্সপোর্ট লেয়ার তার উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতার কারণে একটি পুরুত্বের ট্রেড-অফের সম্মুখীন হয়। খুব পুরু হলে সিরিজ রেজিস্ট্যান্স বেড়ে যায়। খুব পাতলা হলে এটি স্পাটার ক্ষতি বা আয়ন বিস্তার রোধ করতে পারে না। এটি অধ্যয়নের জন্য, একটি AAA-গ্রেড LED সোলার সিমুলেটরকে বার্ধক্য আলোর উৎস হিসেবে ব্যবহার করে একটি পেরোভস্কাইট কম্পোজিট MPPT টেস্টার বিভিন্ন উপায়ে সেল তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করতে এবং আশেপাশের পরিবেশ পরিচালনা করতে পারে, দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা পরীক্ষা চালাতে পারে।

এই কাজটি একটি অল-ALD প্রক্রিয়ার মাধ্যমে একটি SnOx/AZO বাইলেয়ার তৈরি করে। একটি অতি-পাতলা SnOx ব্যান্ড সারিবদ্ধতা বজায় রাখে, যখন একটি পরিবাহী AZO স্তর একটি নিম্ন-প্রতিরোধ পথ প্রদান করে এবং একটি ঘন বাধা হিসেবে কাজ করে। এটি চার্জ নিষ্কাশন এবং ভৌত ব্লকিংকে দুটি পৃথক কাজে বিভক্ত করে। এই কাঠামোর সাথে একক-জংশন প্রশস্ত-ব্যবধান পেরোভস্কাইট সেল 23.47% দক্ষতা অর্জন করেছে, এবং ট্যান্ডেম ডিভাইস 33.25% এ পৌঁছেছে। 1000 ঘন্টা একটানা আলোকসজ্জার পর তারা তাদের প্রাথমিক দক্ষতার 96% ধরে রেখেছে, যা ইন্টারফেস কৌশলকে সমর্থন করে।

প্রযুক্তিগত প্যারামিটার

পেরোভস্কাইট কম্পোজিট MPPT টেস্টার স্পেসিফিকেশন

প্রযুক্তিগত সুবিধা

ALD বাইলেয়ার ফ্যাব্রিকেশন ও বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা

একক-জাংশন পরীক্ষায় দেখা গেছে SnOx 150 চক্রে সর্বোত্তম। পুরু করলে সিরিজ রেজিস্ট্যান্স বেড়ে ফিল ফ্যাক্টর কমে যায়। রেজিস্টিভিটি সীমা কাটাতে লেখকরা ALD-গ্রোন AZO ইন্টারলেয়ার যোগ করেন। দুটি স্ট্যাক তুলনা করা হয়: 250-চক্র SnOx বনাম 100-চক্র SnOx প্লাস 400-চক্র AZO।

J-V পরিমাপে দেখা গেছে SnOx/AZO সংমিশ্রণ ডিভাইস কর্মক্ষমতা উন্নত করে। শক্তি স্তর বিশ্লেষণে দেখা গেছে কন্ডাকশন ব্যান্ড মিনিমাম SnOx থেকে AZO থেকে IZO-তে ধাপে ধাপে নেমে যায়, যা আরও অনুকূল সিঁড়ি-আকৃতির ব্যান্ড সারিবদ্ধতা তৈরি করে এবং ইন্টারফেস নিষ্কাশন বাধা কমায়। c-AFM দেখিয়েছে SnOx/AZO ও বিশুদ্ধ AZO বিশুদ্ধ SnOx-এর তুলনায় অনেক ভালো পরিবাহী। KPFM দেখিয়েছে SnOx/AZO পেরোভস্কাইট ফিল্মে আরও সমান পৃষ্ঠ বিভব ও কম ত্রুটি ঘনত্ব। ট্রানজিয়েন্ট শোষণ স্পেকট্রোস্কোপি SnOx/AZO-তে দ্রুত ক্যারিয়ার নিষ্কাশন নিশ্চিত করেছে।

ALD স্তর অবক্ষয় দমন করে

85°C তাপমাত্রায় আলোর নিচে 400 ঘন্টা বার্ধক্যের পর, SnOx নমুনাগুলিতে UV-vis-এ শক্তিশালী লেড আয়োডাইড শোষণ, XRD-তে ধাতব Pb⁰ ডিফ্র্যাকশন পিক এবং ক্রস-সেকশন SEM-এ ইন্টারফেস শূন্যস্থান ও বাল্ক ক্ষতি দেখা গেছে। SnOx/AZO নমুনাগুলিতে এই অবক্ষয়ের লক্ষণগুলি অনেক দুর্বল ছিল। TOF-SIMS দেখিয়েছে SnOx ডিভাইসগুলিতে পেরোভস্কাইট স্তরে ভারী Ag অনুপ্রবেশ এবং তীব্র I⁻ বিস্তার, অন্যদিকে SnOx/AZO ডিভাইসগুলিতে কোনো স্পষ্ট আয়ন বিস্তার দেখা যায়নি।

85% RH-তে 7 দিন পর, SnOx-আচ্ছাদিত ফিল্মে হলুদ δ ফেজ তৈরি হয়, কিন্তু SnOx/AZO কালো থাকে। PLQY পরিমাপে SnOx/AZO-র জন্য বার্ধক্যের পর কম নন-রেডিয়েটিভ রিকম্বিনেশন ক্ষতি ও উচ্চ PLQY ধারণ দেখানো হয়েছে। KPFM দেখিয়েছে বার্ধক্যপ্রাপ্ত SnOx নমুনায় পৃষ্ঠ ত্রুটি ঘনত্বে বড় বৃদ্ধি, অন্যদিকে SnOx/AZO-তে প্রায় কোনো পরিবর্তন হয়নি।

পণ্য প্রয়োগ

একক-জাংশন সেলের কর্মক্ষমতা ও স্থায়িত্ব

ITO / NiOx / Me-4PACz / পেরোভস্কাইট / C60 / ALD স্তর / Ag কাঠামোর একক-জাংশন ডিভাইসে, SnOx/AZO চ্যাম্পিয়ন 23.47% দক্ষতা, VOC 1.27 V, FF 83.92%, JSC 22.07 mA/cm² অর্জন করেছে, যেখানে হিস্টেরেসিস স্পষ্টভাবে হ্রাস পেয়েছে। EQE-ইন্টিগ্রেটেড কারেন্ট ঘনত্ব ছিল 21.62 mA/cm², যা SnOx ডিভাইসের 20.92 mA/cm²-এর চেয়ে বেশি। স্থিতিশীল পাওয়ার আউটপুট ছিল 23.12%। Urbach শক্তি ছিল 13.11 meV, যা SnOx ডিভাইসের 16.38 meV-এর নিচে।

স্থিতিশীলতার ক্ষেত্রে, 85°C তাপমাত্রায় 1100 ঘন্টা অন্ধকার বার্ধক্যের পর SnOx/AZO তার প্রাথমিক দক্ষতার 90% এর উপরে ধরে রেখেছে, যেখানে SnOx 600 ঘন্টার মধ্যে 85% এ নেমে গেছে। 85°C তাপমাত্রায় আলোকসজ্জার অধীনে, SnOx/AZO 300 ঘন্টা পরেও 80% এর উপরে ছিল, যেখানে SnOx 200 ঘন্টা পরে 60% এর নিচে নেমে গেছে। MPPT পরীক্ষায়, SnOx/AZO 2000 ঘন্টা পরে 96% ধরে রেখেছে, যেখানে SnOx 700 ঘন্টা পরে 80% এ নেমে গেছে।

ট্যান্ডেম সেলের কর্মক্ষমতা এবং স্থিতিশীলতা

ALD বাইলেয়ারটি একটি পেরোভস্কাইট/TOPCon সিলিকন ট্যান্ডেম ডিভাইসে সংহত করা হয়েছিল। HAADF-STEM একটি অবিচ্ছিন্ন, ঘন বাইলেয়ার দেখিয়েছে যেখানে SnOx প্রায় 10 nm এবং AZO প্রায় 60 nm, কোনো পিনহোল বা ডিলামিনেশন নেই। HR-TEM নিশ্চিত করেছে যে SnOx নিরাকার, এবং EDS AZO-তে সমান Zn বিতরণ দেখিয়েছে।

চ্যাম্পিয়ন ট্যান্ডেম ডিভাইসটি 33.25% দক্ষতা, VOC 1.98 V, JSC 20.83 mA/cm², FF 80.71% অর্জন করেছে, প্রায় কোনো হিস্টেরেসিস ছাড়াই। EQE শীর্ষ এবং নীচের কোষের ফটোকারেন্ট যথাক্রমে 20.43 এবং 20.40 mA/cm² দেখিয়েছে, যা একটি ভাল মিল। স্থিতিশীল পাওয়ার আউটপুট ছিল 32.38%।

85°C তাপমাত্রায় 1000 ঘন্টা তাপীয় বার্ধক্যের পর SnOx/AZO 90% এর উপরে দক্ষতা ধরে রেখেছে, যেখানে SnOx 400 ঘন্টার মধ্যে 90% এর নিচে নেমে গেছে। ড্যাম্প-হিট পরীক্ষায় (ডাবল 85), SnOx/AZO 400 ঘন্টা পরে 92% এর উপরে ছিল, যেখানে SnOx 200 ঘন্টার মধ্যে 80% এর নিচে নেমে গেছে। 1000 ঘন্টা অবিচ্ছিন্ন আলোকসজ্জার পর, SnOx/AZO 96% এর উপরে ধরে রেখেছে, যেখানে SnOx 300 ঘন্টার মধ্যে 80% এর নিচে নেমে গেছে।

প্রক্রিয়া সারসংক্ষেপ

SnOx/AZO বাইলেয়ারের সুবিধা দুটি বিষয়ে নেমে আসে। পরিবাহী AZO ক্যাপ ইলেকট্রন নিষ্কাশনকে ত্বরান্বিত করে এবং ইন্টারফেস চার্জ জমা কমায়, যা প্রতিক্রিয়া-চালিত ইন্টারফেস অবক্ষয়কে দমন করে। একই সময়ে, ঘন বাইলেয়ার একটি কার্যকর আয়ন এবং আর্দ্রতা বাধা হিসাবে কাজ করে, আয়োডাইড-প্ররোচিত সিলভার ক্ষয় এবং পেরোভস্কাইটে Ag⁺ স্থানান্তরকে বাধা দেয়। দ্রুত ইলেকট্রন নিষ্কাশন এবং শারীরিক আয়ন ব্লকিং একসাথে একটি "কার্যকরী বিযুক্তি" প্রক্রিয়া তৈরি করে, যাতে দুটি প্রভাব একসাথে ডিভাইসের স্থায়িত্বকে শক্তিশালী করে।

এই গবেষণাটি পেরোভস্কাইট/সিলিকন ট্যান্ডেম কোষে ইন্টারফেস-প্রতিক্রিয়া-চালিত অবক্ষয় দমন করতে একটি অল-ALD SnOx/AZO বাইলেয়ার ব্যবহার করে। বাইলেয়ারটি SnOx-এর ভাল ব্যান্ড সারিবদ্ধতাকে AZO-এর উচ্চ পরিবাহিতা এবং ঘন বাধা ফাংশনের সাথে যুক্ত করে, চার্জ জমা কমায় এবং আয়ন বিস্তার ও আর্দ্রতা প্রবেশকে বাধা দেয়। একক-জংশন ডিভাইসগুলি 23.47% দক্ষতা, ট্যান্ডেম ডিভাইসগুলি 33.25% দক্ষতা অর্জন করেছে এবং উভয়ই 1000 ঘন্টা MPPT-এর পরে প্রাথমিক দক্ষতার 96% এর উপরে ধরে রেখেছে। এটি দেখায় যে উচ্চ-দক্ষতা, স্থিতিশীল পেরোভস্কাইট/সিলিকন ট্যান্ডেম PV তৈরিতে ইন্টারফেস ইঞ্জিনিয়ারিং কতটা কেন্দ্রীয়, এবং দক্ষ ও টেকসই উভয় কোষের দিকে একটি বাস্তব পথ নির্দেশ করে।

পেরোভস্কাইট কম্পোজিট এমপিপিটি টেস্টার, যা একটি A+AA+ LED সোলার সিমুলেটরকে বার্ধক্য আলোর উৎস হিসেবে ব্যবহার করে, পেরোভস্কাইট সোলার সেল গবেষণায় শক্তিশালী সহায়তা প্রদান করে। যেহেতু পেরোভস্কাইট কোষগুলি আলো এবং তাপমাত্রার প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল, তাদের সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়। এমপিপিটি কন্ট্রোলার সেই পয়েন্টটি রিয়েল টাইমে ট্র্যাক করে এবং লক করে, তাই সিস্টেম সর্বদা তার সর্বোত্তম শক্তিতে আউটপুট দেয়। এটি শক্তি উৎপাদন সর্বাধিক করে এবং পুরো পিভি সিস্টেমের স্থিতিশীলতা ও অর্থনীতি উন্নত করে।

রেফারেন্স: অল-ALD SnOx/AZO বাইলেয়ারের মাধ্যমে পেরোভস্কাইট/সিলিকন ট্যান্ডেম সোলার সেলগুলিতে ইন্টারফেসিয়াল প্রতিক্রিয়া দমন করা

Ooitech-এর দৃষ্টিভঙ্গি

এখানে যা উল্লেখযোগ্য তা হল 'কার্যকরী ডিকপলিং' ধারণা, যা একটি পাতলা স্তরকে ব্যান্ড অ্যালাইনমেন্ট এবং অন্যটিকে ব্লকিং পরিচালনা করতে দেয়, একটি একক SnOx ফিল্মকে উভয় কাজ করতে বাধ্য করার পরিবর্তে এবং একটিতে হারানোর পরিবর্তে। উৎপাদনের দিক থেকে, একটি পূর্ণ-আকারের মডিউল জুড়ে ALD স্ট্যাকের অভিন্নতা ঠিক সেই জায়গা যেখানে লাইন নিয়ন্ত্রণ এবং মেট্রোলজি গুরুত্বপূর্ণ, এবং এটি এমন একটি প্রক্রিয়া বিশদ যা আমরা মডিউল লাইন তৈরি করার সময় নিয়ে চিন্তা করি। আপনি যদি দেখতে চান যে পেরোভস্কাইট এবং ট্যান্ডেম মডিউল উৎপাদন কীভাবে কারখানার মেঝেতে একত্রিত হয়, তাহলে Ooitech YouTube চ্যানেলটি (www.youtube.com/ooitech) অনুসরণ করার মতো।