Preparation and characterization of low-temperature carbon electrode for perovskite solar cells applications

การเตรียมและการหาลักษณะเฉพาะของขั้วไฟฟ้าคาร์บอนอุุณหภูมิต่ำสำหรับการประยุกต์ในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด เพอรอฟสไกต์

Name: Woraprom Passatorntaschakorn

LCSH: Solar cells

LCSH: Solar energy

LCSH: Carbon

Abstract: This research presents the preparation and characterization of low-temperature carbon electrode for perovskite solar cells (PSCs) applications. Herein, carbon films were successfully prepared utilizing an ethanol solvent interlacing process with optimization of the carbon films preparation. There are four considering parameters included solvent interlacing time, thickness of the carbon films, pressing time and pressing temperature. With time optimization, the resulting carbon films exhibited good flexibility inducing tight adhesion onto the hole transporting layer as well as excellent electrical properties. Furthermore, the effect of carbon film thickness, pressing time, and pressing temperature resulted in changes in interface morphologies and electrical properties. The carbon films were then applied as working electrodes in PSCs. The power conversion efficiency (PCE) of the devices was achieved 12.2% using the soaked carbon films at 2 h, thickness of 60 μm and pressing time at 180 s. Moreover, the device exhibits excellent long-term stability of 80% over 1000 h in air environment without encapsulation. In addition, the heated carbon films at 50 C improved the efficiency of the carbon-based PSCs (C-PSCs) and the efficiency of the heat devices increased to 14.1% due to the better interface contact between the HTL and carbon. Finally, this simple and effective technique proposes an alternate choice for developing efficient C-PSCs.

Abstract: ในงานวิจัยนี้ได้นำเสนอการเตรียมและการหาลักษณะเฉพาะของขั้วคาร์บอนอุณหภูมิต่ำเพื่อการประยุกต์ในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกด์ โดยการเตรียมฟิล์มคาร์บอนนั้นสามารถเตรียมได้ด้วยกระบวนการแลกเปลี่ยนกับตัวทำละลายเอทานอล ซึ่งปัจจัยที่ได้ศึกษานั้นมีทั้งหมด 4 ปัจจัยได้แก่ เวลาที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนกับตัวทำละลายเอทานอล ความหนาของฟิล์มคาร์บอน เวลาที่ใช้ในการกดฟิล์มคาร์บอน และอุณหภูมิที่ใช้ในการกดฟิล์มคาร์บอน จากการวิจัยพบว่าการแลกเปลี่ยนกับตัวทำละลายเอทานอลของฟิล์มคาร์บอนด้วยเวลาที่เหมาะสมนั้นจะทำให้ฟิล์มคาร์บอนมีลักษณะยืดหยุ่นที่ดี ซึ่งส่งผลดีต่อการยึดเกาะระหว่างฟิล์มคาร์บอนและชั้นนำส่งโฮลเป็นผลทำให้สมบัติทางไฟฟ้าดียิ่งขึ้น อีกทั้งปัจจัยทางด้านความหนาของฟิล์มคาร์บอน เวลาที่ใช้ในการกดฟิล์มคาร์บอนรวมถึงอุณหภูมิที่ใช้ในการกดฟิล์มคาร์บอนส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาส่วนต่อประสานเชิงพื้นผิวและสมบัติทางไฟฟ้า เมื่อนำฟิล์มคาร์บอนที่แลกเปลี่ยนตัวทำละลายเอทานอลด้วยเวลา 2 ชั่วโมง ความหนาประมาณ ไมโครเมตร ไปประยุกต์เป็นขั้วนำไฟฟ้ในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์โดยกดฟิล์มคาร์บอนที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 180 วินาที พบว่ามีประสิทธิภาพสูงสุด ที่ 12.1% ยิ่งไปกว่านั้นยังคงความเสถียรในระยะยาวได้ถึง 80% เป็นเวลานานกว่า 1,000 ชั่วโมงนอกจากนี้ยังพบว่าการกดฟิล์มคาร์บอนที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส นั้นทำให้การต่อประสานระหว่างชั้นนำส่งโฮลและฟิล์มคาร์บอนดีขึ้นส่งผลให้เซลล์มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นถึง 14.1%กระบวนการดังกล่าวถือว่าเป็นกระบวนที่เรียบง่าย มีประสิทธิภาพและเป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการพัฒนาการประยุกต์ขั้วนำไฟฟ้าคาร์บอนในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Pisit Kumnorkaew

Role: Chairman

Name: Duangmanee Wongratanaphisan

Role: Member

Name: Pipat Ruankham

Role: Member

Name: Atcharawon Gaedchareon

Role: Member

Created: 2021

Modified: 2022-12-25

Issued: 2022-12-25

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's degree

Descipline: Applied Physics

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	620531064.pdf	7.11 MB	2	2023-12-17 07:44:16

ใช้เวลา

0.04098 วินาที