مایعات یونی برای سلولهای خورشیدی پروسکایتی کارآمد و پایدار: یک مرور جامع
نویسندگان
1 پژوهشکده علوم و فناوری نانو، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.
2 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.
3 پژوهشکده فناوری نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران.
4 دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.
doi
10.71508/crn.2025.140405311215615چکیده
سلولهای خورشیدی پروسکایتی بهسرعت در بازده تبدیل توان پیشرفت کردهاند و در مقیاس آزمایشگاه به بیش از ۲۶٪ رسیدهاند، اما انتقال این بازدههای چشمگیر به سلولهایی با دوام و در مقیاس بزرگ همچنان یک چالش محسوب میشود. یکی از گلوگاههای کلیدی، فرآیند ساخت لایههای پروسکایتی با کیفیت بالا با استفاده از حلالها و افزودنیهای سمی و فرار است که مقیاسپذیری و پایداری بلندمدت را مختل میکند. مایعات یونی بهعنوان دستهای همهکاره از مواد برای رفع این چالشها مطرح شدهاند. مایعات یونی در اصل نمکهای آلی هستند که در دمای اتاق یا نزدیک به آن به حالت مایع در میآیند و دارای فشار بخار ناچیز، پایداری حرارتی و حلالیت هستند. این مقاله مروری، دیدگاهی جامع از جایگاه مایعات یونی در فناوری فتوولتائیک پروسکایتی ارائه میدهد. کاربردهای کلیدی و سازوکارهایی که مایعات یونی از طریق آنها کیفیت لایه پروسکایت را بهبود میدهند، از جمله سینتیک تبلور کنترلشده و غیرفعالسازی عیوب بررسی میشود. روشهای مختلف سنتز و ادغام آنها برای ساخت سلولهای خورشیدی پروسکایت کارآمد بدون نیاز به ضدحلالهای سمی با جزئیات تشریح شدهاند. افزایش عملکرد و بهبود پایداری نیز مورد توجه قرار گرفته است، بهطوری که سلولهای خورشیدی پروسکایت مهندسیشده با مایعات یونی بازدههایی در حد بهترین سلولهای خورشیدی موجود (۲۰–۲۴٪) و عملکردی طولانیتری تحت شرایط تنش از خود نشان میدهند. این بررسی از طریق تحلیل تحقیقات اخیر، نشان میدهد که مایعات یونی نه تنها جایگزینی مناسب برای حلالهای فرار هستند، بلکه افزودنیهایی چندمنظورهاند که میتوانند سطح جدیدی از عملکرد و پایداری را در سلولهای خورشیدی پروسکایتی ممکن سازند.