توضیحات

عنوان: سلولهای خورشیدی پلیمری

چکیده
مقدمه
انواع مختلف سلول خورشیدی
معرفی سلولهای خورشیدی پلیمری
روش های مختلف ساخت لایه های سلول پلیمری
الکترود های سلول های پلیمری
الکترود های پایه گرافن
الکترود نانو ذرات طلا
الکترود های نانو ساختار های فلزی
اجزای اصلی سلول های خورشیدی پلیمری
نتیجه گیری
مراجع

چکیده

سلول خورشیدی دستگاهی است که قابلیت تبدیل انرژی خورشید را به انرژی الکتریکی با استفاده از اثر فوتو ولتایی دارد. ســلولهای خورشــیدی بــه دلیــل آلــوده نکــردن محیــط زیســت و تبدیــل مســتقیم انــرژی خورشــیدی بــه الکتریســیته بســیار مــورد توجــه قــرار گرفته انــد. در سال های اخیر، به دلیل توسعه نسل های مختلف سلول های خورشیدی، انواع گوناگونی از آن ها، شامل سلول های خورشیدی سیلیکونی، حساس شده به رنگ دانه، نقاط کوانتومی، آلی و نسلهای جدید ساخته شده اند. ســلولهای خورشــیدی ســیلیکونی شــکننده بــوده، هزینــه تولیــد بالایی دارنــد، در حالیکــه سـلولهای خورشـیدی پلیمـری قابلیـت انعطـاف داشـته، هزینـه کمتـری بـرای سـاخت آنهــا مصــرف میشــود. در میان انواع مختلف این سلولها، نوع پلیمری آن به دلیل انعطافپ ذیری، وزن سبک، امکان طراحی مواد به کار رفته در ساختار آنها، ضریب جذب زیاد، فرایندپذیری در حالت محلول و فنون ساخت ارزان قیمت توجه بسیاری را به خود جلب كرده اند. مهمتریــن و کاربردی تریــن مــاده مــورد اســتفاده به عنــوان الکتـرود در سـلول خورشـیدی پلیمـری ایندیـوم قلـع اکسـید اسـت. ایـن مـاده شـکننده بــوده، هزینــه تولیــد و بهــره وری آن بســیار باالاســت. بنابرایــن نیــاز زیــادی بــه تولیــد الکتــرود منعطــف در ســلول خورشــیدی پلیمــری احســاس میشــود. مــواد مختلفــی ماننــد گرافــن، نانو لوله هــای کربنــی، پلیمر هــای نانو کامپوزیت هــای ایــن مــواد بـا سـاختار های فلـزی و اکسـید فلـزی در ایـن زمینـه مـورد اسـتفاده قـرار گرفته اند. علاوه بــر ایــن جــذب پاییــن در ســلولهای خورشــیدی پلیمــری موجــب کاهــش بـازده در ایـن سـلول ها شـده اسـت کـه بـرای بهبـود آنهـا از مـواد مختلفـی بـه عنـوان جـزء سـوم اسـتفاده میشـود. انجام تحقیق

مقدمه

امـروزه رشـد اقتصـادی كشـورها وابسـته بـه انـرژی اسـت. ایـن انـرژی از منابـع مختلفـی تأمیـن میشـود کـه مهمتریـن آنهــا ســوختهای فســیلی شــامل نفــت، زغالســنگ و گازهـای طبیعـی هسـتند. اسـتفاده از سـوختهای فسـیلی در دهه هـای اخیـر رو بـه کاهـش اسـت. ایـن انرژی هـا، تجدیـد ناپذیـر بـوده، بـا توجـه بـه مصـرف بیـش از حـد انسـان ها، ایـن ذخایـر رو بـه اتمـام هسـتند. مهمتـر ایـن کـه تولید CO2 که از اثرات غیر قابل اجتناب استفاده از سوخت های فسیلی است، باعـث آلودگـی شـدید محیـط زیسـت می شـود، بنابرایـن باید بــه فکــر تأمیــن انــرژی از منابــع دیگــری بــود.

انرژیهــای تجدیدپذیـر شـامل انـرژی خورشـیدی، بـاد، هیدروالکتریـک، هسـته ای و … هسـتند. از آنجـا کـه الکتریسـیته، نـوع غالـب انــرژی مصرفــی اســت و بیشــتر دســتگاه ها بــا نیــروی بــرق کار میکننــد، انــرژی بــه هــر حالتــی کــه تولیــد شــود در نهایـت بایـد بـه الکتریسـیته تبدیـل شـود. از ایـن رو انـرژی خورشـیدی کـه مسـتقیما از نـور، الکتریسـیته تولیـد میکنـد منبـع مناسـب تأمیـن انـرژی اسـت. علاوه بـر ایـن انـرژی خورشـیدی یکـی از پاکتریـن منابع انرژی در دسـترس اسـت کـه میتـوان آن را جایگزیـن سـوختهای فسـیلی کـرد [1]. منابع انرژی تجدیدپذیر، مانند انرژی خورشید، باد، جزرومد و زمین گرمایی بی نهایت هستند و محدودیت کاربری ندارند. در مقابل منابع انرژی تجدید ناپذیر مانند نفت، گاز و زغال سنگ به دلیل محدود بودن رو به اتمام هستند.

مراجع

Bedeloglu, A. Demir, Y. Bozkurt, N.S. Sariciftci, Photovoltaic properties of polymer based organic solar cells adapted for non-transparent substrates, Renew. Energy 35 (2010) 2301–
Kwak, K. Cho, S. Kim, Stable bending performance of ﬂexible organic light-emitting diodes using izo anodes, Sci Rep-Uk 3 (2013) 2787.
F. Chen, L.L. Deng, J. Xie, L. Peng, L.H. Xie, Q.L. Fan, W. Huang, Recent developments in top-emitting organic light-emitting diodes, Adv. Mater. 22 (2010) 5227–5239.
Q. Fu, L. Liu, K.L. Jiang, Q.Q. Li, S.S. Fan, Super-aligned carbon nanotube ﬁlms as aligning layers and transparent electrodes for liquid crystal displays, Carbon 48 (2010) 1876–1879.
Hecht, L.B. Hu, G. Gruner, Conductivity scaling with bundle length and diameter in single walled carbon nanotube networks, Appl. Phys. Lett. 89 (2006) 133112.
Y. Hu, J.J. Zhang, Z.H. Hao, Q.Y. Hao, X.H. Geng, Y. Zhao, Highly efﬁcient organic photovoltaic devices using f-doped sno2 anodes, Appl. Phys. Lett. 98 (2011) 123302.
G. Granqvist, Transparent conductors as solar energy materials: a panoramic review, Sol Energ Mat Sol C 91 (2007) 1529–1598.
Kim, C.M. Gilmore, A. Pique, J.S. Horwitz, H. Mattoussi, H. Murata, Z.H. Kafaﬁ,D.B. Chrisey, Electrical, optical, and structural properties of indium-tin-oxide thin ﬁlms for organic light-emitting devices, J. Appl. Phys. 86 (1999) 6451–6461.
I. Na, S.S. Kim, J. Jo, D.Y. Kim, Efﬁcient and ﬂexible ITO-free organic solar cells using highly conductive polymer anodes, Adv. Mater. 20 (2008) 4061.
M. Chang, L. Wang, W.F. Su, Polymer solar cells with poly(3,4ethylenedioxythiophene) as transparent anode, Org. Electron. 9 (2008) 968–973.
Angmo, F.C. Krebs, Flexible ITO-free polymer solar cells, J. Appl. Polym. Sci. 129 (2013) 1–14.
S. Hecht, L.B. Hu, G. Irvin, Emerging transparent electrodes based on thin ﬁlms of carbon nanotubes, graphene, and metallic nanostructures, Adv. Mater. 23 (2011)1482–1513.
Han, S. Yuan, L.N. Liu, X.F. Qiu, H.B. Gong, X.P. Yang, C.C. Li, Y.F. Hao, B.Q. Cao, Fully
indium-free ﬂexible Ag nanowires/ZnO:F composite transparent conductive electrodeswith high haze, J. Mater. Chem. A 3 (2015) 5375–5384.
S. Lee, J.E. Yoo, K. Shin, C.O. Park, J. Bae, Carbon nanotube-silver nanowire composite networks on ﬂexible substrates: high reliability and application for supercapacitor electrodes, Phys. Status Solidi A 211 (2014) 2890–2897.
Y. Yin, S.Y. Sun, T. Salim, S.X. Wu, X.A. Huang, Q.Y. He, Y.M. Lam, H. Zhang, Organic photovoltaic devices using highly ﬂexible reduced graphene oxide ﬁlms as transparent electrodes, ACS Nano 4 (2010) 5263–5268.
B. Wu, H.A. Becerril, Z.N. Bao, Z.F. Liu, Y.S. Chen, P. Peumans, Organic solar cells with solution-processed graphene transparent electrodes, Appl. Phys. Lett. 92 (2008) 263302.
Wang, L.J. Zhi, K. Mullen, Transparent, conductive graphene electrodes for dye- sensitized solar cells, Nano Lett. 8 (2008) 323–327. پ
X. Bao, J. Yang, H. Gao, F.M. Li, Y.F. Yao, B. Yang, G. Fu, X.X. Zhou, T. Yu, Y.Q. Qin, J.G. Liu, Z.G. Zou, In situ fabrication of highly conductive metal nanowire networks with high transmittance from deep-ultraviolet to near-infrared, ACS Nano 9 (2015
)2502– K.H. Ok, J. Kim, S.R. Park, Y. Kim, C.J. Lee, S.J. Hong, M.G. Kwak, N. Kim, C.J. Han, J.W. Kim, Ultra-thin and smooth transparent electrode for ﬂexible and leakage-free organic light-emitting diodes, Sci Rep-Uk 5 (2015) 9464.
Li, Y.Y. Zhang, Z.Y. Song, H.T. Wu, Preparation and characterization of antibacterial chitosan/Ag-montmorillonite with improved dynamic mechanic properties, Polym. Compos. 35 (2014) 1980–1988.
Ferrer-Anglada, J. Perez-Puigdemont, J. Figueras, M.Z. Iqbal, S. Roth, Flexible, transparent electrodes using carbon nanotubes, Nanoscale Res. Lett. 7 (2012) 1–4.
https://en.wikipedia.org/wiki/
C. Wu, Z.H. Chen, X. Du, J.M. Logan, J. Sippel, M. Nikolou, K. Kamaras, J.R. Reynolds, D.B. Tanner, A.F. Hebard, A.G. Rinzler, Transparent, conductive carbon nanotube ﬁlms, Science 305 (2004) 1273–1276.
H. Kim, C. Sachse, M.L. Machala, C. May, L. Muller-Meskamp, K. Leo, Highly conductive PEDOT:PSS electrode with optimized solvent and thermal post-treatment for ITO-free organic solar cells, Adv. Funct. Mater. 21 (2011) 1076–1081.
Vosgueritchian, D.J. Lipomi, Z.A. Bao, Highly conductive and transparent PEDOT: PSS ﬁlms with a ﬂuorosurfactant for stretchable and ﬂexible transparent electrodes, Adv. Funct. Mater. 22 (2012) 421–428.
Bedeloglu, A. Demir, Y. Bozkurt, N.S. Sariciftci, A ﬂexible textile structure based on polymeric photovoltaics using transparent cathode, Synth. Met. 159 (2009)2043–2048.