توسط : 
تیم پژوهشی چینی با استفاده از تکنیک تصویربرداری الکتریکی پیشرفته مبتنی بر میکروسکوپ نیروی اتمی رسانای توموگرافی سهبعدی (3D TC-AFM)، موفق شده است راهبردهای غیرفعالسازی در لایههای پروسکایت را با هدف بهبود پایداری و بازده سلولهای خورشیدی پروسکایت بهطور مستقیم بررسی کند.
پژوهشگران اعلام کردهاند که این روش امکان عبور از شیوههای غیرمستقیم و میانگینگیریشده در شناسایی ویژگیهای لایههای پروسکایتی را فراهم میکند و به آنها اجازه میدهد تأثیر واقعی تیمارهای پسیواسیون را در بهبود عملکرد سلولهای خورشیدی پروسکایتی مشاهده کنند.
«چوانشیاو شیائو»، نویسنده مسئول این تحقیق، توضیح داد: «نوآوری اصلی این پژوهش، استفاده از میکروسکوپ 3D TC-AFM برای مشاهده مستقیم توزیع رسانایی الکتریکی و انتقال حاملها در داخل لایههای پروسکایتی است؛ رویکردی که برخلاف روشهای رایج، تنها به اندازهگیریهای سطحی یا یک مقدار میانگین برای کل لایه محدود نمیشود.»
او افزود: «این روش به ما امکان میدهد مسیرهای عبور جریان و نواحی معیوب را در سراسر ضخامت کامل لایه، با تفکیکپذیری در مقیاس نانومتر نقشهبرداری کنیم؛ قابلیتی که دستیابی به آن با تکنیکهای متداول شناسایی ساختار تاکنون بسیار دشوار بوده است.»
این دستاورد میتواند به درک دقیقتر سازوکارهای افت عملکرد در سلولهای پروسکایتی و توسعه راهکارهای مؤثرتر برای افزایش پایداری و کارایی آنها کمک کند.
برای تأیید اثر پسیواسیون بر عملکرد واقعی دستگاه، پژوهشگران اقدام به ساخت سلولهای خورشیدی متناظر کردند. براساس نتایج ارائهشده در مقاله، در سلولهای نوع p-i-n (که در آنها لایه انتقال الکترون در بخش بالایی قرار دارد)، بازده تبدیل توان از حدود ۲۳٫۳ درصد در نمونه بدون تیمار، بهترتیب به ۲۴٫۵ درصد با پسیواسیون حجمی، ۲۴٫۷ درصد با پسیواسیون سطحی و ۲۵٫۱ درصد در حالت ترکیب همزمان پسیواسیون حجمی و سطحی افزایش یافته است.
شیائو دراینباره گفت: «نکته مهم این است که نشان دادیم ترکیب پسیواسیون حجمی و سطحی، منجر به تشکیل لایهای بهمراتب یکنواختتر و رساناتر میشود، بهطوری که نواحی با مقاومت الکتریکی بالا تقریباً بهطور کامل حذف میشوند. این نتایج، در کنار دادههای بهدستآمده از طیفسنجی فوقسریع، توضیح روشنی برای بهبود مشاهدهشده در بازده و پایداری سلولها ارائه میدهد.»
جزئیات این پژوهش در نشریه Newton منتشر شده است.
