مروري بر مواد رنگزا: انواع، پيشرفت و ساز و كار عملكرد آن ها به منظور كاربرد در سلول هاي خورشيدي آلي

A Review on Dyes: Types, Improvement and their Performance Mechanism for Application in Organic Solar Cells

امروزه كاربرد انرژي هاي نو و در راس آنها انرژي خورشيدي بدليل ظرفيت بالا، دسترسي آسان و هزينه هاي پايين بسيار مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. بنابراين درك و شناخت روش هاي تبديل انرژي خورشيدي به انرژي الكتريكي در توسعه كاربرد اين انرژي تاثير بسزايي دارد. سلول خورشيدي دستگاهي است كه انرژي خورشيدي را طي پديده فوتوولتائيك بطور مستقيم به انرژي الكتريكي تبديل مي كند. دو گروه مهم از سلول هاي خورشيدي شامل سلول هاي خورشيدي حساس شده به ماده رنگزا و سلول هاي خورشيدي پليمري مي باشند كه نقطه تمركز مقاله مروري پيش رو نيز هستند. از اجزاي اصلي سلول هاي خورشيدي، تركيبات جاذب نور يا توليد كننده الكترون-حفره مي باشند. در سلول هاي خورشيدي حساس شده به مواد رنگزا، مواد رنگزا مسئول جذب نور و انتقال الكترون به نيمه هادي مي باشد. از اينرو، شناخت ساختار و عملكرد ماده رنگزا در سلول خورشيدي حساس شده به مواد رنگزا از اهميت ويژه اي برخوردار است. به همين دليل معرفي مواد رنگزا، سازوكار عملكرد و پيشرفت هاي حاضر در ارتباط با كاربرد آن ها در سلول هاي خورشيدي حساس شده به ماده رنگزا ارائه شده است. همچنين اخيرا كاربرد ماده رنگزا در سلول هاي خورشيدي پليمري نيز مشاهده شده است و در اين مقاله، به نمونه هايي از اين پيشرفت ها اشاره شده است. درنهايت سازوكار عملكرد ماده رنگزا در حضور پليمر (سازوكار فورستر) در سلول هاي خورشيدي پليمري ارائه گرديد.

Today، scientists pay much attention to application of renewable energy resources، especially solar energy، due to its high capacity، availability and low cost. Thus، understanding and realizing the methods to covert solar energy to electricity is a key to improvement of this technology. Solar cells are devices that convert directly solar energy to electricity based on photovoltaic effect. Two main categories of solar cells including dye sensitized solar cells DSSCs and polymer solar cells PSCs have been considered in the present review paper. Photon absorber materials or electron-hole generators are one of the main components in the structure of solar cells. In DSSC، dye absorbs light and transfer electron to semiconductor material. Therefore it’s an important parameter to recognition the dye structure and performance. So، different dyes introduction، performance mechanism and their improvement for application in DSSCs is considered in this paper. Also in recent years، application of dyes in PSCs has been reported; therefore some of these applications have been investigated. Finally، the performance mechanism of dye in the presence of polymer Forster Mechanism in PSCs is presented.