چکیده کربن یک عنصر فراوان در طبیعت و نسبتا ارزان­قیمت است که می­تواند هزینه ساخت سلول خورشیدی را بطور قابل توجهی کاهش دهد. در سال­های اخیر ترکیبات کربنی بطور ویژه جهت استفاده در سلول خورشیدی پروسکایت مورد توجه و بررسی قرار گرفته­اند. در این تحقیق، نقاط کوانتومی اکسید گرافن در سلول خورشیدی پروسکایت مسطح مورد استفاده قرار گرفته­اند. بدین منظور، نقاط کوانتومی اکسید گرافن به روش هیدروترمال سنتز شده­اند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری از این ذرات نشان می­دهد که اندازه نقاط کوانتومی اکسید گرافن کوچکتر از ۱۰ نانومتر می­باشد. این نقاط کوانتومی سپس جهت ساخت سلول خورشیدی با ساختار ITO/GOQD/MAPbI₃/Spiro-OMETAD/Ag، به روش لایه نشانی چرخشی بر روی زیرلایه اکسید قلع-ایندیوم (ITO) لایه نشانی می­شوند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی و آنالیز پراش پرتو ایکس از لایه پروسکایت نشان می­دهند که این لایه با ساختار کریستالی مناسب، به صورت یکنواخت و پیوسته بر روی لایه نقاط کوانتومی اکسید گرافن لایه نشانی شده است. همچنین، بررسی شدت نورتابی لایه پروسکایت لایه نشانی شده بر روی نقاط کوانتومی اکسید گرافن، در مقایسه با شدت نورتابی لایه پروسکایت بر روی ITO نشان می­دهد که انتقال الکترون از لایه پروسکایت به نقاط کوانتومی اکسید گرافن بطور موثری اتفاق می­افتد و در نتیجه نورتابی لایه پروسکایت در حالت مجاورت با لایه نقاط کوانتومی اکسید گرافن به میزان قابل توجهی کاهش می­یابد. سلول خورشیدی پروسکایت مسطح ساخته شده، عملکرد بسیار مناسبی با مشخصات جریان اتصال کوتاه (Jsc) mA/cm² ۹/۲۱، ولتاژ مدار باز (Voc) V ۰۲/۱، ضریب پرشدگی (FF) ۶۷/۰ و بازده تبدیل توان (PCE) % ۱۵ نشان می­دهد. این نتایج بیانگر ویژگی مناسب نقاط کوانتومی اکسید گرافن به عنوان ماده انتقال­دهنده الکترون در سلول خورشیدی پروسکایت می­باشد. Manuscript profile

The relatively large bandgaps of the methylammonium lead halide perovskites are the major obstacle to achieving broadband response in the lead-based perovskite photodetectors. Partial or total substitution of lead with tin leads to smaller bandgaps for perovskite materials. Here, we investigated the application of a mixed tin-lead perovskite material, (FASnI3)0.6(MAPbI3)0.4, with small bandgap of 1.24 eV as the absorber material in a perovskite photodetector. The device simulation is performed by using SCAPS simulation software. The effect of different parameters such as absorber layer quality and thickness, interface defects, doping concentration and carrier mobility on the performance of the device is studied. The simulation results clarify that the parameters optimization can result in achieving a self-powered photodetector with broad spectral response from 300 to 1050 nm wavelength, a high responsivity of 0.6 A W-1 at 930 nm, almost flat detectivity of over 1013 Jones and a wide linear dynamic range. We believe this study can provide theoretical guidance for the design of highly sensitive, broadband, mixed tin-lead perovskite photodetectors. Manuscript profile