سلول‌های خورشیدی پلیمری: اجزای سازنده، تولید، کاربردها و بازار

Abstract

نیاز بشر به انرژی اجتناب‌ناپذیر است که به‌طور روزافزون بیشتر می‌شود. دلیل این نیاز تغییرات فناوری و توسعه جوامع مختلف انسانی در سراسر جهان است. منابع انرژی زمین محدود است، در حالی که انرژی خورشیدی به‌وفور در سطح زمین یافت می‌شود. پلیمرهای به‌کاررفته در سلول‌های خورشیدی آلی اغلب از ساختارهای آروماتیک ناجورحلقه حاوی اتم‌های غیرکربنی مانند اکسیژن، نیتروژن و گوگرد تشکیل شده‌اند. این ساختارها شبکه رزونانسی تشکیل می‌دهند که باعث نزدیکی بالاترین اوربیتال‌های مولکولی اشغال‌شده (HOMO) به پایین‌ترین اوربیتال‌های مولکولی اشغال‌نشده (LUMO) و در نتیجه کوچک‌شدن گاف‌های انرژی می‌شود. به‌طور کلی، پلیمرها به‌عنوان دهنده و سایر مولکول‌ها به‌عنوان گیرنده الکترون استفاده می‌شوند تا الکترون‌ها را به سمت آند هدایت کنند. فعالیت در زمینه‌ فناوری‌های مختلف برای جمع‌آوری و ذخیره انرژی خورشیدی در حال انجام است و برخی فناوری‌ها رشد خوبی داشته‌اند. سلول‌های خورشیدی پلیمری یکی از این شاخه‌های فناوری است که به‌دلیل انرژی‌بری کم طی تولید و فرایند سریع تولید غلتک‌به‌غلتک از مزایای متعددی برخوردار است. از سوی دیگر، به‌دلیل انعطاف‌پذیری و سبکی، سلول‌های خورشیدی پلیمری کاربردهای گسترده و در حال توسعه‌ای یافته‌اند. از این‌رو، در آینده نزدیک با افزایش بازده و طول عمر، این سلول‌ها رشد سریعی داشته و در حوزه‌هایی مانند مواد فوتوولتایی یکپارچه ساختمانی نقش غالب خواهند داشت.

Keywords

• انرژی خورشیدی
• سلول خورشیدی پلیمری
• پلیمر رسانا
• بازار
• مواد فوتوولتایی یکپارچه ساختمانی