Published January 1, 2020 | Version v1
Publication Open

An Efficient Non-Toxic and Non-Corrosive Perovskite Solar Cell

Creators

  • 1. Sarhad University of Science and Information Technology
  • 2. Beijing University of Technology
  • 3. University of Engineering and Technology Peshawar
  • 4. Namal College

Description

This article reports a computational comparison modelling of two types of thin film perovskite solar cells which includes a standard lead based perovskite solar cell and tin based solar cell. The lead based perovskite solar cell shows better performance, however, they are not sustainable for a longer period of time due toxic materials, which are not environmental friendly and corrosive materials that react with perovskite layer and slowly corrode it, reducing the efficiency and badly affecting the physical state of the cell. Therefore, we proposed a tin based perovskite solar cell, which contains non-toxic and non-corrosive materials. Results indicate that the standard lead based perovskite solar cell show only 2.63% more efficiency as compared to non-toxic one. In addition, the stability under different operating temperatures for both kinds of cells have been tested and it is observed that the lead based structure is 3.36% more stable than tin based structure. These analysis show that the tin based cell performance is not much lower than the lead based cell. Therefore, by considering the environmental and stability issues, the preferable choice is the tin based perovskite solar cell.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تشير هذه المقالة إلى نمذجة مقارنة حسابية لنوعين من الخلايا الشمسية بيروفسكايت ذات الأغشية الرقيقة والتي تتضمن خلية شمسية بيروفسكايت قياسية قائمة على الرصاص وخلايا شمسية قائمة على القصدير. تُظهر الخلية الشمسية بيروفسكايت القائمة على الرصاص أداءً أفضل، ومع ذلك، فهي غير مستدامة لفترة أطول من الزمن بسبب المواد السامة، وهي مواد غير صديقة للبيئة ومسببة للتآكل تتفاعل مع طبقة بيروفسكايت وتآكلها ببطء، مما يقلل من الكفاءة ويؤثر بشكل سيء على الحالة المادية للخلية. لذلك، اقترحنا خلية شمسية بيروفسكايت أساسها القصدير، والتي تحتوي على مواد غير سامة وغير قابلة للتآكل. تشير النتائج إلى أن الخلايا الشمسية بيروفسكايت القياسية القائمة على الرصاص تظهر كفاءة أعلى بنسبة 2.63 ٪ فقط مقارنة بالخلايا غير السامة. بالإضافة إلى ذلك، تم اختبار الاستقرار تحت درجات حرارة تشغيل مختلفة لكلا النوعين من الخلايا ولوحظ أن الهيكل القائم على الرصاص أكثر استقرارًا بنسبة 3.36 ٪ من الهيكل القائم على القصدير. يُظهر هذا التحليل أن أداء الخلية القائمة على القصدير ليس أقل بكثير من الخلية القائمة على الرصاص. لذلك، من خلال النظر في القضايا البيئية والاستقرار، فإن الخيار المفضل هو الخلية الشمسية بيروفسكايت القائمة على القصدير.

Translated Description (French)

Cet article rapporte une modélisation de comparaison informatique de deux types de cellules solaires à pérovskite en couches minces qui comprend une cellule solaire à pérovskite standard à base de plomb et une cellule solaire à base d'étain. La cellule solaire en pérovskite à base de plomb présente de meilleures performances, mais elle n'est pas durable pendant une période plus longue en raison de matériaux toxiques, qui ne sont pas respectueux de l'environnement et corrosifs, qui réagissent avec la couche de pérovskite et la corrodent lentement, réduisant ainsi l'efficacité et affectant gravement l'état physique de la cellule. Par conséquent, nous avons proposé une cellule solaire à base de pérovskite à base d'étain, qui contient des matériaux non toxiques et non corrosifs. Les résultats indiquent que la cellule solaire standard à base de pérovskite au plomb montre seulement 2,63 % d'efficacité en plus par rapport à une cellule non toxique. En outre, la stabilité sous différentes températures de fonctionnement pour les deux types de cellules a été testée et il est observé que la structure à base de plomb est 3,36 % plus stable que la structure à base d'étain. Ces analyses montrent que la performance des cellules à base d'étain n'est pas beaucoup plus faible que celle des cellules à base de plomb. Par conséquent, en tenant compte des problèmes environnementaux et de stabilité, le choix préférable est la cellule solaire à base de pérovskite à base d'étain.

Translated Description (Spanish)

Este artículo presenta un modelo de comparación computacional de dos tipos de células solares de perovskita de película delgada que incluye una célula solar de perovskita basada en plomo estándar y una célula solar basada en estaño. La célula solar de perovskita a base de plomo muestra un mejor rendimiento, sin embargo, no son sostenibles durante un período de tiempo más largo debido a materiales tóxicos, que no son respetuosos con el medio ambiente y materiales corrosivos que reaccionan con la capa de perovskita y la corroen lentamente, reduciendo la eficiencia y afectando gravemente el estado físico de la célula. Por lo tanto, propusimos una célula solar de perovskita a base de estaño, que contiene materiales no tóxicos y no corrosivos. Los resultados indican que la célula solar de perovskita a base de plomo estándar muestra solo un 2,63% más de eficiencia en comparación con una no tóxica. Además, se ha probado la estabilidad a diferentes temperaturas de funcionamiento para ambos tipos de células y se observa que la estructura a base de plomo es un 3,36% más estable que la estructura a base de estaño. Estos análisis muestran que el rendimiento de la celda basada en estaño no es mucho menor que el de la celda basada en plomo. Por lo tanto, al considerar los problemas ambientales y de estabilidad, la opción preferible es la célula solar de perovskita a base de estaño.

Files

09261355.pdf.pdf

Files (245 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:598388c6dd3004b585e3a4f181c802d3
245 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
خلية بيروفسكايت شمسية فعالة غير سامة وغير قابلة للتآكل
Translated title (French)
Une cellule solaire à pérovskite efficace, non toxique et non corrosive
Translated title (Spanish)
Una célula solar de perovskita eficiente, no tóxica y no corrosiva

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3105965102
DOI
10.1109/access.2020.3038447

Is supplement to
https://openalex.org/W4384560224 (Other)
https://openalex.org/W4311376169 (Other)
https://openalex.org/W2996607737 (Other)
https://openalex.org/W2979616548 (Other)
https://openalex.org/W2962788204 (Other)
https://openalex.org/W2611270370 (Other)
https://openalex.org/W2470388811 (Other)
https://openalex.org/W2324528558 (Other)
https://openalex.org/W2314576610 (Other)
https://openalex.org/W1866843433 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W2056049299
  • https://openalex.org/W2061926230
  • https://openalex.org/W2065415760
  • https://openalex.org/W2073955767
  • https://openalex.org/W2077664105
  • https://openalex.org/W2079607273
  • https://openalex.org/W2136291721
  • https://openalex.org/W2146346282
  • https://openalex.org/W2166145023
  • https://openalex.org/W2171118682
  • https://openalex.org/W2211884255
  • https://openalex.org/W2332095804
  • https://openalex.org/W2486666040
  • https://openalex.org/W2524737912
  • https://openalex.org/W2757798404
  • https://openalex.org/W2774099828
  • https://openalex.org/W2777197086
  • https://openalex.org/W2794619529
  • https://openalex.org/W2801228296
  • https://openalex.org/W2804098745
  • https://openalex.org/W2805245450
  • https://openalex.org/W2809002060
  • https://openalex.org/W2809347036
  • https://openalex.org/W2893423288
  • https://openalex.org/W2895354889
  • https://openalex.org/W2903225830
  • https://openalex.org/W2904206198
  • https://openalex.org/W2913970360
  • https://openalex.org/W2915789204
  • https://openalex.org/W2963971562
  • https://openalex.org/W2984088511
  • https://openalex.org/W2995939248
  • https://openalex.org/W2996171210
  • https://openalex.org/W3004520872
  • https://openalex.org/W3005886256
  • https://openalex.org/W3017230281
  • https://openalex.org/W3019523532
  • https://openalex.org/W3032086133
  • https://openalex.org/W3037882464
  • https://openalex.org/W3040645848