الفهرس 
INTRODUCTION & OVERVIEWOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 178 |  |  |
| | | from | 178 | | |
Abstract
تعتبر الخلايا الشمسية الآن إحدى طرق مكافحة الغازات الدفيئة الناتجة عن استخدام الوقود الأحفوري ، وذلك لكونها مصدر نظيف ومتجدد للطاقة. أحد أنواع الخلايا الشمسية التي سرقت الأضواء من خلايا السليكون الشمسية والتي تهيمن على سوق الخلايا الشمسية هي خلايا البيروفسكايت الشمسية. كان أول ظهور لخلايا بيروفسكايت الشمسية في عام 2009 ، حيث كانت تستخدم كطبقة لنقل الثقوب في خلايا الصبغة الشمسية ثم تطورت من مجرد طبقة حاملة للشحنات إلى نوع خاص من الخلايا الشمسية ذات كفاءة التوصيل تتجاوز 25٪ الآن. تتكون خلايا بيروفسكايت الشمسية عادة من قطب موجب عبارة عن قطب زجاجي مغطى بـأكسيد القصدير المطعم بالفلور ،والمترسب بتقنية التبخر الحراري، ثم طبقة نقل الإلكترون ، متبوعة بطبقة من البيروفسكايت فوقه طبقة نقل الثقوب ، وأخيراً طبقة من الذهب. في هذا الصدد ، تم بناء خلايا البيروفسكايت الشمسية على غرار خلايا الصبغة الشمسية ، كما تم أيضًا استخدام الأنود (الزجاج المطلي بأكسيد القصدير المطعم بالفلور FTO) ككاثود أثناء تغيير المواد المستخدمة كـ طبقات ناقلة للالكترونات والابقاء على الطبقات الأخرى للخلية و استخدام الكربون الناتج من حرق شمعة والمطعم بخليط من اكسيد النيكل المطعم بالنحاس (Cu-NiO) واكسيد الجرافين المختزل (rGO) كقطب لتجميع الشحنات بدلا من الذهب
تتضمن هذه الرسالة:
1- تحضير مواد البيروفسكايت من عينات يوديد ميثيل الامونيوم (MAI) المستردة
والمجففة بطرق مختلفة
2- تحضير عدد من أكاسيد المعادن المختلفة بحجم نانومتر واستخدامها كناقلات
الإلكترون. كانت ETMs لهذا النهج هي أكسيد الزنك (ZnO) ،أكسيد الزنك المطعم بالألمنيوم (AZO) وأكسيد القصدير (2SnO) والزنك ستانات (ZSO).
3- دراسة الخواص الفيزيائية والكهروكيميائية للمواد المحضرة.
4- تجربة أكاسيد الفلز المحضرة كطبقات لنقل الإلكترون في خلايا البيروفسكايت الشمسية من خلال ترسيب ETMs وذلك بصنع معجون من جزيئات أكسيد الفلز النانوية مع انواع من الروابط المختلف (توين 20 ، تريتون إكس 100 والإيثانول) ودراسة تأثيرها على كفاءة هذه الخلايا.
تشتمل الرسالة على أربعة فصول:
• الفصل الأول يتضمن مقدمة للموضوع ومنهجية المواد النانوية المستخدمة كنواقل للالكترونات ودراسات سابقة لخلايا البيرفاسكيت والهدف من العمل.
• الفصل الثاني يتضمن مقدمة عن مفهوم القياسات الكهروضوئية والمواد والخطوات اللازمة لتحضير مادة البيروفسكايت و خطوات تركيب PSCs.
• الفصل الثالث يتضمن تحليل عينات الميثيل أمونيوم أيوديد MAI المعدة، وتحليل مواد البيروفسكايت المحضرة من هذه العينات.
• الفصل الرابع يتناول التوصيفات الفيزيائية والكيميائية من المواد المعدة تشمل ETMs و CE باستخدام XRD مطيافية امتصاص الأشعة فوق البنفسجية / المرئية ، التلألؤ الضوئي (PL) ، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) ، المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) ، عمر الموصلية الضوئية ، تحويل فورييه مطيافية الأشعة تحت الحمراء (FT-IR) ، الكهروكيميائية التحليل الطيفي للمقاومة (EIS) وخصائص التيار والجهد(منحنى I-V) (باستخدام جهاز محاكاة الطاقة الشمسية).
النتائج الرئيسية التي تم الحصول عليها هي:
1. تم التحضير بنجاح عينات مختلفة من MAI المستردة والمجففة بطرق مختلفة وتحليلها باستخدام أجهزة XRD و FTIR و الرنين النووى المغناطيسى HNMR وUV / Vis.
2. كشف تحليل حيود الاشعة السينية على امكانية تحضير مواد البيرفاسكيت ذات الهيكل رباعى الزوايا والمتنوعة فى مستويات الانعكاس السائدة باستخدام عينات MAI التى تم استردادها وتجفيفها بطرق مختلفة، كما أظهرت النتائج أن تأثير تحضير مواد البيرفاسكيت من عينات MAI التى تم استردادها وتجفيفها بطرق مختلفة يحاكى تحضير مواد بيرفاسكيت محضرة من تركيزات مختلفة من MAI تم نشر نتائجها سابقا.
3. تم تحضير أكسيد القصدير وأكسيد إستانات الزنك عند درجة حرارة منخفضة باستخدام الايثانول أمين.
4. من حيث نوع الرابط المستخدم مع معجون أكسيد المعدن المستخدم كناقل للالكترون، أظهرت PSCs المستندة إلى معاجين ETMs باستخدام الإيثانول المطعم بتوين 20 أعلى كفاءة في تحويل الطاقة مقارنة مع باقى الخلايا ، كما أظهرت الخلايا القائمة على معاجين ETMs باستخدام توين 20 فقط أقل كفاءة .
5. باستثناء خلية البروفاسكيت القائمة على أكسيد القصدير كطبقة ناقلة للالكترونات، لم تظهر الخلايا المستندة إلى معاجين ETMs باستخدام الإيثانول سلوك الخلايا الشمسية وإنما سلوك الصمام الثنائي.
6. من حيث نوع الأكسيد المستخدم كطبقة ناقلة للاكترونات، أظهرت الخلايا القائمة على أكسيد الزنك المطعم بالالومنيوم وأكسيد إستانات الزنك أعلى كفاءة للخلايا، بينما كان أفضل قيمة لمعامل التعبئة FF من نصيب الخلايا القائمة على أكسيد القصدير.
7. تم تحقيق ارتفاع فى الكفاءة مثير للاهتمام لنوع خلايا البيرفاسكيت PSCs
المبنية على غرار خلايا Schottky (4.25٪ للخلية متضمنة CE و 1٪ للخلية بدون أي طبقات نقل) مقارنة بالخلايا الاخرى وأظهرت أيضًا انخفاض شديد في FF.
8. تم إثبات أن طريقة الضغط ثنائى الوجه طريقة جيدة إلى حد ما لتركيب خلايا البيرفاسكيت المعتمدة على الكربون والخالية من الطبقة الناقلة للثقوب عند درجة حرارة منخفضة.
9. أظهرت خلية البيرفاسكيت الخالية من الطبقة الناقلة للثقوب والمبنية على الذهب بدلا من الكربون والمرسب بطريقة التبخير الحرارى كفاءة تقدر ب 7.36 % وهى كفاءة أعلى من كل الخلايا المحضرة، كما أظهرت قيمة متوسطة لمعامل التعبئة وجهد الدائرة المفتوحة.