ผลของชั้นระหว่างหน้าต่อการปรับปรุงเสถียรภาพของเซลล์สุริยะชนิดเพอรอฟสไกต์

Effect of interfacial layer on stability improvement of perovskite solar cell

Name: พีรดนย์ พงษ์ลำเจียกงาม

Abstract: งานวิจัยนี้นำเสนอกลยุทธ์ปรับปรุงเสถียรภาพของเซลล์สุริยะชนิดเพอรอฟสไกต์ด้วย สารปรับปรุงชั้นระหว่างหน้า (self-Assembly monolayer 2 ชนิด) ได้แก่ Triethoxy (4-methoxyphenyl) silane (SAM1) และ Triethoxy (3,4-dimethoxyphenyl) silane (SAM2) เพื่อประยุกต์เป็นชั้นแทรกระหว่างชั้นส่งผ่านอิเล็กตรอนไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) และชั้นสารดูดกลืนแสงเพอรอฟสไกต์ [FA0.83Cs0.17Pb(I0.83 Br0.17 )3] โดยสังเคราะห์จากอนุพันธ์ของไซเลนผ่านปฏิกิริยาการเติมแบบกรีญาร์ ผลการคำนวณเกาส์เชียนพบว่าโครงสร้างของ SAM1 มีค่าโมเมนต์ขั้วคู่สูงกว่า SAM2 ผลการพิสูจน์ลักษณะสมบัติพบว่าฟิล์ม TiO2 ที่ปรับปรุงด้วย SAM ทั้งสองชนิดมีสภาพไม่ชอบน้ำเพิ่มขึ้น ฟิล์มประกอบ TiO2/SAM1 มีช่องว่างระหว่างแถบพลังงานลดลงเทียบกับฟิล์มประกอบ TiO2/SAM2 และฟิล์ม TiO2 ที่ไม่ผ่านการปรับปรุง ผลทดสอบสมบัติทางไฟฟ้าเบื้องต้นพบว่าเซลล์ทดสอบที่ปรับปรุงด้วย SAM1 ให้ค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า (Jsc) เพิ่มสูงขึ้นร้อยละ 75 เทียบกับเซลล์ทดสอบที่ไม่ผ่านการปรับปรุง นอกจากนั้น ผลทดสอบเสถียรภาพของฟิล์มประกอบ TiO2/FA0.83Cs0.17Pb(I0.83 Br0.17)3 และฟิล์มประกอบที่ปรับปรุงชั้น TiO2 ด้วย SAM1 และ SAM2 โดยใช้เทคนิคยูวี-วิสิเบิลสเปกโตรสโคปี ทดสอบในสภาวะมืดเป็นเวลา 14 วัน พบว่าฟิล์มประกอบ TiO2-SAM1/FA0.83Cs0.17Pb(I0.83 Br0.17)3 ตรวจไม่พบการสลายตัวของชั้นเพอรอฟไกต์ ขณะที่ฟิล์มประกอบ TiO2-SAM2/FA0.83Cs0.17Pb(I0.83 Br0.17)3 และฟิล์มประกอบที่ไม่ผ่านการปรับปรุง ตรวจพบการสลายตัวของชั้นเพอรอฟสไกต์ภายใน 4 และ 12 วัน ตามลำดับ

Abstract: This research proposed strategies to improve the stability of PSCs by means of the interface engineering between the electron transport layer (Titanium dioxide, TiO2) and the perovskite active layer [FA0.83Cs0.17Pb(I0.83 Br0.17 )3] by inserting the self-organic assembled monolayers (SAMs).The derivatives of Triethoxy (4-methoxyphenyl)silane (SAM1) and Triethoxy(3,4-dimethoxyphenyl)silane (SAM2) were synthesized using Grignard reaction. The Gaussian calculation results revealed that the structure of SAM1 has stronger dipole moment than that of SAM2. Both SAM1- and SAM2-coated TiO2 films showed an increased hydrophobicity property compared to uncoated TiO2 films. Band gap of the TiO2-SAM1 composite film appeared narrower than that of TiO2-SAM2 and untreated TiO2 films. In the preliminary electrical property tests of PSC devices, a significant increase of current density (Jsc) by 75% was found in case of SAM1-based PSC compared to unmodified PSC. Furthermore, the stability test results by mean of UV-VIS absorption spectra confirmed that the decomposition of perovskite has not been observed in case of TiO2-SAM1/FA0.83Cs0.17Pb(I0.83 Br0.17)3 composite film after 14 days storage in the dark. While the change in absorption spectra has been clearly observed after 4 and 12 days for the TiO2-SAM2/FA0.83Cs0.17Pb(I0.83 Br0.17)3 and unmodified-TiO2/FA0.83Cs0.17Pb(I0.83 Br0.17 )3 composite films, respectively.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ณัฏฐพล ภู่ตระกูลโชติ

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2565

Modified: 2569-08-25

Issued: 2569-08-25

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีเทคนิค

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	6370077923.pdf	4.41 MB

ใช้เวลา

0.047963 วินาที