Saudi Cultural Missions Theses & Dissertations
Permanent URI for this communityhttps://drepo.sdl.edu.sa/handle/20.500.14154/10
Browse
2 results
Search Results
Item Restricted Inclusion of Poly(N-isopropylacrylamide) Microgels into Inorganic-organic Hybrid Perovskite Solar Cells(University of Manchester, 2024-03-04) Alkhudhari, Osama Meshal A.; Saunders, Brian R.Solar cells have become increasingly substantial to our planet due to their providing us with green energy sources. Perovskite solar cells (PSCs) have been continuing to attract considerable attention owing to their excellent optical properties, band gap tunability, low cost, high efficiencies as well as their ability to be semitransparent, colourful, and flexible. Semitransparent perovskite solar cells (ST-PSCs) and colourful perovskite solar cells (C-PSCs) have become a point of interest to researchers around the world due to their versatile applications, including building integrated photovoltaics (BIPVs), such as roofs, facades and windows, and tandem solar cells. In this work, poly(N-isopropylacrylamide) microgel (PNP MGs) are introduced into the perovskite precursor solution in a one-step spin-coating deposition method for the first time. MGs are crosslinked polymer colloid particles that swell in a good solvent. The inclusion of PNP MGs into perovskites leads to the formation of highly ordered 2D non-close-packed particle arrays within the perovskite layer and control of the surface morphology. Additionally, the PNP MGs are used for the fabrication of ST-PSCs exhibiting great impact in improving both the power conversion efficiency (PCE) (11.64%) and average visible transmittance (AVT) (25.3%) for the MG-treated ST-PSCs compared to the control systems. In addition, The PNP MGs enhanced the light utilization efficiency (LUE) for the devices giving a value of 2.60% compared to 2.50% for the MG-free device. Finite difference time domain (FDTD) simulation data were used to support the experimental data, showing the effect of the MGs in improving the AVTs. The results suggest that the PNP MGs passivated the perovskite layer. Furthermore, in this work, colourful semitransparent perovskite solar cells (CST-PSCs) are fabricated by altering the contents of the PNP MGs. This approach results in the formation of structurally CST-PSCs that show colour in both reflected and transmitted geometries by scattering light. This occurs due to the non-hexagonal close-packed arrays within the MG-based perovskite films. The CST-PSCs exhibited a PCE of 10.60% and AVT of 25.52%. In this thesis, different compositions of perovskite are used, which are MAPb(I0.82Cl0.18)3, (MA0.39FA0.61Pb(I0.93Cl0.07)3, Cs0.05(FA0.98MA0.02)0.95Pb(I0.98Br0.02)3, and Cs0.12FA0.88Pb(I0.92Br0.08)3 (MA is methylammonium, and FA is formamidinium), which demonstrates the generality of this approach and good compatibility of the PNP MGs within perovskite. Thus, this PNP MG approach may provide a scalable potential technique for ST-PSCs and CST-PSCs applications as it offers a simple fabrication process that can be done using a one-step deposition method.12 0Item Restricted Interface and structural engineering of perovskite solar cells towards enhanced stability and performance(Saudi Digital Library, 2023-11-22) Almalki, Masaud; Graetzel, Michaelشهدت خلايا البيروفسكايت الشمسية تطورا سريعًا خلال العقد الأخير، حيث حققت كفاءة تنافس بالفعل أكثر تقنيات الخلايا الشمسية تأسيسًا واستخداما. تتميزهذه الخلايا بسهولة المعالجة وتتمتع بخصائص الكتروضوئية ممتازة تجعلها متاحة للعديد من التطبيقات في مجال الخلايا الشمسية والإلكترونيات البصرية. ومع ذلك، يكمن ضعف خلايا البيروفسكايت في ضعف استقرار أداها لفترة طويلة الذي يلزم لجعلها منتجاً تجاريًا. في هذه الرسالة، كنت أعمل على تحسين الاستقرار مستهدفًا مكونات مختلفة من هيكل خلايا البيروفسكايت بما في ذلك طبقة امتصاص ضوء الشمس ونقطة إلتقاص البيروفسكايت والطبقة الحاملة للشحنات الموجبة النتجة (p-type) في طبقة البيروفسكايت. وأخيرًا، استكشاف مواد جديدة والطبقة الحاملة للشحنات الموجبة النتجة (p-type) تحمل الإمكانية لتكون أكثر استقراراً مقارنة بالمواد المستخدمة حاليًا مثل spiro-OMeTAD. في الفصل الثاني تمت دراسة نوع من البيروفيسكايت يسمى البيروفسكايت المتدرجة Layered perovskite باستخدام الفينيلين-1،4-ديميثيل أمونيوم (PDMA) وتم استكشاف تركيبها على المستوى الذري. تم فحص الاستقرار هذي المواد في بيئات ذات رطوبة عالية مظهرا استقرارية هذا النظام في هذه الظروف والحصول على فهم أعمق لهذا النظام. في الفصل الثالث تمت معالجة سطح طبقة البيروفيسكايت بإيثيل أمونيوم يوديد (DEAI) حيث تم تحسين أداء الخلية الشمسية بكفاءة بنسبة 23.3% مع تحسين استقرار الخلية تحت الظروف التشغيلية والحرارية. في الفصل الرابع تم استخدام الغرافين أكسيد المطعم بالفلزات القلوية كطبقة حامية للبيروفسكايت، مما أسفر عن تحسين كفاءة تحويل الطاقة إلى 23.4%. أظهرت الخلايا الشمسية استقرارًا ممتازًا تحت الظروف التشغيلية والحرارية. وأخيرًا، في الفصل الخامس، تمت دراسة مواد جديدة (p-type)، مما أظهر أداءًا واعدًا. تم إجراء فحص شامل لخصائصها الإلكترونية والالكتروضوئية لتحديد العوامل الرئيسية المساهمة في فقدان الكفاءة، والتي تم العثور على أنها مرتبطة بتحسين نقطة التقاء سطح البيروفيسكايت مع طبقة (p-type) بدلاً من الخصائص الجوهرية لمواد (p-type)، أنفسها. يقدم هذا الفصل استراتيجية تحسين لهذه المواد الجديدة، مبرزًا إمكانياتها كبدائل لمواد (p-type) الحالية التي تمتاز بالفعالية العالية.28 0