راه‌کارهای افزایش بازده سلول‌های خورشیدی پلیمری برپایه پلی(3-هگزیل‌تیوفن) و فنیل-C-بوتیریک اسید متیل استر

در دهه‌های اخیر از میان سامانه‌های فوتوولتایی پایه پلیمری، سلول‌های خورشیدی پلی(3-هگزیل‌تیوفن) (P3HT) فضاویژه و فنیل-C-‌بوتیریک اسید متیل استر (PCBM) توجه زیادی را جلب کرده‌اند. این نوع سلول‌های خورشیدی اگرچه دارای مزیت‌هایی نظیر وزن کم، قیمت اندک و انعطاف‌پذیری هستند، اما بازده تبدیل آن‌ها در مقایسه با سایر انواع سلول‌های فوتوولتایی به‌نسبت کم است. بنابراین، پژوهشگران شاخه‌های مختلف درصدد برآمده‌اند تا با راه‌کارهای مختلف بازده تبدیل توان را به‌واسطه دست‌کاری شکل‌شناسی لایه فعال، بهبود بخشند. شکل‌شناسی لایه فعال، نقش اساسی و بسیار تعیین‌کننده در عملکرد سلول‌های خورشیدی پلیمری دارد. به‌گونه‌ای که شکل‌شناسی متشکل از جدایش فازی اجزای خالص الکترون‌دهنده (P3HT) و الکترون‌گیرنده (PCBM) که به‌شکل نواحی متصل به هم در کنار یکدیگر قرار دارند، شکل‌شناسی بهینه محسوب می‌شود. سلول‌های خورشیدی برای داشتن عملکرد مناسب نیازمند مسیرهایی از شبکه‌های متصل به هم اجزای الکترون‌دهنده و الکترون‌گیرنده هستند که از راه تبلور و جدایش فاز نانومقیاس در لایه فعال ایجاد می‌شوند. در این مقاله، به مرور اجمالی روش‌های افزایش بازده تبدیل سلول‌های خورشیدی P3HT:PCBM نظیر روش‌های تهیه و تابکاری لایه فعال، استفاده از افزودنی‌های مختلف پلیمری و غیرپلیمری، بهره‌گیری از روش‌های خاص از قبیل تهیه نانوالیاف و نانوکره‌های هسته-پوسته و الگوی آندی و همچنین کنترل بلورینگی و جهت‌گیری زنجیرهای الکترون‌دهنده پرداخته می‌شود.