اولین ساختار پروسکایت کشف شده کلسیوم تیتانیوم اکسید با فرمول CaTiO3 است. این ماده در سال ۱۸۳۹ به وسیله Gustav Rose در روسیه کشف شد و نام آن برگرفته از نام کانی شناس Lev Perovsky است. در کل هر ساختاری که مانند CaTiO3 به فرمول کلی ABO3 باشد پروسکایت نام دارد. این قرارداد در سال ۱۹۲۶ بعد از اینکه Victor Goldschmidt فاکتور تلرانس پروسکایت را تعریف کرد، نام گذاری شد. اگراین فاکتور تلرانس بین ۰/۷۵ – ۱ باشد، فلز مورد نظر میتواند در ساختار پروسکایت جای بگیرد. یکی از پرکاربرد ترین مواد دارای ساختار پروسکایت BaTiO3 است . ویژگی خاص این ماده داشتن خاصیت فروالکتریک و ثابت دی لکتریک بالاست، که باعث شده این ماده در حوزه ذخیره انرژی کاربرد داشته باشد. این ماده در ساخت سلول های خورشیدی کاربرد دارد. ساختار پروسکایت علاوه بر اکسیدهای پروسکایت در هالیدهای پروسکایت نیز وجود دارد. فرمول کلی هالید پروسکایت ها ABX3 است به صورتی که A کاتیونی است که شامل MA+, FA+, Cs+, و.. میشود. B نیز میتواند Pb2+ or Sn2+ و … باشد. X یون هالوژن است.(معمولا I-, Br-, or Cl- ) یک پروسکایت ایده ال ساختاری مکعبی با اکتاهدرال هایی در گوشه ها با فرمول BX6 است. اولین گزارش در مورد هالید پروسکایت های نیمه رسانا بعد از مشاهده ساختار کاملا الی CsPbX3 در سال ۱۹۵۰ توسط Möller داده شد.بعدها Weber متوجه شد که با الحاق یک کاتیون آلی همچنان میتوان ساختار پروسکایتی CH3NH3PbX3 به دست آورد که خواص جالبی دارد. این ماده جالب توانست اولین بارتوسط Mitzi در اواسط ۱۹۹۰ در صنعت ترانزیستورها وارد شود. میتزی اولین کسی بود که اثبات کرد از این نوع پروسکایت ها میتوان در الکترونیک استفاده کرد.
خواص پروسکایت
واکنش نسبت به نواقص
یکی از خواص منحصر به فرد پروسکایت توانایی قابل توجه آن در مقابل نواقص است، بر اساس محاسبات تئوری نواقص ذاتی، لایه های اتمی کم ضخامتی تولید میکنند که در حدود طول نفوذ بلند حاملان بار گزارش شده و باعث کاهش کوچک voc در سلول های خورشیدی است. اعضای گروه Huang متوجه شدند که علت این پدیده یک مکانیزم خود دوپ شوندگی است با تغییر نسبت MAIو PbI2، پروسکایت با نسبت بیشتر از MAI از خود خاصیت p-doped و پروسکایت با نسبت بیشتر PbI2 از خود خاصیت n-doped نشان میدهد.
ضریب جذب بالا
MAPbI3 یک نیمه رسانای با band gap مستقیم با قابلیت جذب طیف گسترده ای از نور خورشید است. ضریب جذب پروسکایت از GaAs نیز بیشتر است که عملا ضخامت لازم برای جذب مناسب را به ۵۰۰ nm کاهش می دهد. پهنای باند تئوری پروسکایت ۱.۷ eV است. که مقدار تجربی آن حدود ۱.۶ eV است. این عدد بسیار به مقدار محاسبه شده توسط حد شاکلی کیسر نزدیک است.
طول نفوذ زیاد حاملان بار
در مقایسه با دیگر نیمه رسانا ها طول نفوذ حاملان بار در پروسکایت ها قابل توجه و در حدود ۱۷۵ میکرومتر برای یک تک کریستال پروسکایت میباشد. اندازه گیری هایSCLC و Hall effect تحرک حفره ها را در حدود ۱۰۰ cm2V-1s-1 نشان میدهد. طول نفوذ بالای حاملان بار در پروسکایت ها استفاده از این مواد را به عنوان لایه جاذب در سلول خورشیدی Planar توجیه پذیر میکند.پس موفقیت پروسکایت در ساختار های planar نه تنها به دلیل ضریب جذب بالای ان همچنین به دلیل انتقال مناسب الکترون ها و حفره ها است.
جهت استعلام قیمت و ثبت سفارش با بخش فروش تماس بگیرید.