سلول خورشیدی آلی
From Wikipedia, the free encyclopedia
سلول خورشیدی آلی (OSC[1]) یا سلول خورشیدی پلاستیکی نوعی فتوولتائیک است که از الکترونیک آلی استفاده میکند و شاخه ای از الکترونیک است که برای جذب نور و حمل بار برای تولید برق از نور خورشید توسط اثر فتوولتائیک با پلیمرهای آلی رسانا یا مولکولهای کوچک آلی سروکار دارد. بیشتر سلولهای فتوولتائیک آلی سلولهای خورشیدی پلیمری هستند. مولکولهای مورد استفاده در سلولهای خورشیدی آلی قابل پردازش با محلول و در توان بالا و ارزان هستند، در نتیجه برای تولید حجم زیاد هزینه کمی صرف میشود.[2] همراه با انعطافپذیری مولکولهای آلی، سلولهای خورشیدی آلی برای کاربردهای فتوولتائیک بهطور بالقوه مقرون به صرفه هستند. مهندسی مولکولی (به عنوان مثال تغییر طول و گروه عاملی پلیمرها) میتواند نوار ممنوعه را تغییر داده و امکان تنظیم الکترونیکی را فراهم کند. ضریب جذب نوری مولکولهای آلی زیاد است، بنابراین میتوان مقدار زیادی از نور را با مقدار کمی از مواد، معمولاً به ترتیب صدها نانومتر جذب کرد. مهمترین معایب مرتبط با سلولهای فتوولتائیک آلی در مقایسه با سلولهای فتوولتائیک معدنی مانند سلولهای خورشیدی سیلیکون، بازده و استحکام کم است.
در مقایسه با دستگاههای مبتنی بر سیلیکون، سلولهای خورشیدی پلیمری دارای وزن سبکتری هستند (که برای حسگرهای خودمختار کوچک حائز اهمیت است)، از نظر توانایی یکبار مصرف، ارزان برای ساخت (گاهی اوقات با استفاده از الکترونیک چاپی)، قابل انعطاف، قابل تنظیم در سطح مولکولی و بهطور بالقوه دارای اثرات زیستمحیطی کمتری هستند. سلولهای خورشیدی پلیمری همچنین میتوانند شفافیت خود را نشان دهند، کاربردهای چون استفاده در پنجرهها، دیوار، وسایل الکترونیک قابل انعطاف برای آنها پیشنهاد شدهاست. یک دستگاه نمونه در شکل ۱ نشان داده شدهاست. معایب سلولهای خورشیدی پلیمری نیز جدی است: آنها حدود ۱/۳ از راندمان مواد سخت را ارائه میدهند و تخریب قابل توجهی فتوشیمیایی را تجربه میکنند.[3]
عدم کارایی و ثبات سلولهای خورشیدی پلیمری،[4] همراه با هزینه کم[5] و افزایش بازده،[6] آنها را به یک زمینه جذاب در تحقیقات سلول خورشیدی تبدیل کردهاست. از سال ۲۰۱۵، بازده سلولهای خورشیدی پلیمری به بیش از ۱۰٪ از طریق ساختار پشت سر هم افزایش یافتهاست.[7] در سال ۲۰۱۸، رکورد این مقدار به ۱۷٫۳ درصد رسید و رکورد شکست که از طریق ساختار پشت سر هم به دست آمد.[8]