سلول خورشيدي پليمري: ابزاري نوين در تبديل انرژي خورشيدي به انرژي الكتريكي

Polymer Solar Cell: A New Device in Conversion of Solar Energy to

چكيده از ميان انواع منابع انرژي تجديد پذير، خورشيد بعنوان يك منبع بسيار مهم در نظر گرفته مي شود. سلول هاي خورشيدي دستگاههاي فوتوولتائيك تبديل كننده انرژي خورشيد به انرژي الكتريكي مي باشند. در ميان انواع سلول هاي خورشيدي شامل آلي و معدني، سلول هاي خورشيدي پليمري بدليل ساخت آسان، انعطاف پذيري، سبك وزن بودن و هزينه ساخت پايين بسيار مورد توجه هستند. ساختار سلول هاي خورشيدي پليمري شامل لايه فعالي مي باشد كه بين دو الكترود آند و كاتد ساندويچ شده است. آند در سلول هاي خورشيدي پليمري، معمولا اينديوم قلع اكسايد (ITO) مي باشد. امروزه محققان بدليل كمبود منابع اينديوم، قيمت بالا و پروسه توليد مشكل، بدنبال جايگزين كردن آن با مواد ديگر از جمله نانوساختارهاي فلزي هستند. سلول هاي خورشيدي پليمري كه داراي آندي غير از ITO هستند را سلول هاي خورشيدي پليمري ITO - Free مينامند. نانوسيم هاي نقره، تركيبات نويدبخشي در جايگزيني آند ITO ميباشند كه داراي خصوصيات الكترودي و نوري مطلوبي هستند. اين مقاله مروري، به معرفي انواع منابع انرژي، انرژي خورشيدي، سلول هاي خورشيدي، ساختار سلول هاي خورشيدي پليمري و مكانيزم عملكرد آنها، مواد جايگزين آند در اين سلول ها، سلول هاي ITO - Free و نانوسيم هاي نقره بعنوان جايگزيني موفق براي آند مي پردازد. همچنين در انتها مقايسه اي ميان بازده تبديل انرژي در سلول هاي خورشيدي پليمري با آند ITO و سلول هاي خورشيدي پليمري فاقد ITO مي پردازد.

Among the renewable resources of energy, sun is known as a main resource. Solar cells are devices that convert solar energy to electricity by photovoltaic effect. Among different types of solar cells including organic and inorganic cells, polymer solar cells (PSCs) caused to easy fabrication process, flexibility, light weight and low cost fabrication are interested. PSCs are constructed of an active layer that is sandwiched between two anode and cathode electrodes. Indium Tin Oxide (ITO) usually applied as anode in PSCs. Today scientists are surveyed on replacement of ITO with metallic nanostructures, due to loss of Indium source, high cost and complicated process for production of ITO. ITO-Free PSCs are devices that have not ITO in structure. Silver nanowires are promising candidate for ITO replacement based on favourable electrode and optical properties. In this review article, different types of energy sources, solar energy, solar cells, PSC structure and PSC performance mechanism, ITO replacement materials, ITO Free devices and Ag-NWs as good candidates for anode are considered. Also, a comparison between the power conversion efficiency of ITO based PSC and ITO-Free PSC is reported.