مواد منتقل کننده حفره بر پایه پلیمرهای نوع-p در سلول های خورشیدی پروسکایتی معکوس

در سالیان اخیر، بازده سلول های خورشیدی پروسکایتی رشد چشمگیری حدود %۲۵.۵ داشته اند. با وجود این، ثبات بلندمدت آن ها برای تولید صنعتی هنوز نگرانی عمده است. یکی از دلایل مهم ناپایداری و تخریب لایه پروسکایت، حساسیت آن به نفوذ رطوبت و اکسیژن و ناپایداری در برابر نور فرابنفش، میدان الکتریکی و دماست. در این میان، مواد انتقال دهنده حفره نقش کلیدی در ساخت سلول خورشیدی پروسکایتی معکوس پایدار از جمله تنظیم رشد و دانه بندی بلور پروسکایت و ایجاد سطح آب گریز با ساختار مناسب را دار ند. البته نقش لایه انتقال دهنده حفره تابع نوع پیکربندی سلول خورشیدی پروسکایتی است که به طور تفصیلی در بخش مربوط با جزئیات بررسی می شود. در یک دهه اخیر، پژوهشگران بر توسعه مواد انتقال دهنده حفره پایدار دارای افزودنی و بدون افزودنی بر پایه نیمه رسانای پلیمری تمرکز کرده اند. پلیمرها دارای خواص منحصر به فردی مانند وزن مولکولی تنظیم پذیر، تحرک حفره بهتر نسبت به ترکیبات با ساختار آلی و قابلیت رسانندگی مناسب در شرایط بدون افزودنی در بستر چاپ سه بعدی در مقیاس صنعتی هستند. افزون بر این، مقرون به صرفه بودن مراحل سنتز و قابلیت جابه جایی در بین لایه ها در فرایند ساخت سلول سبب شده است، پلیمرها در این زمینه جذاب و نوآور باشند. از این رو، در مقاله حاضر عملکرد و سازوکار لایه انتقال دهنده حفره بر پایه نیمه رسانای پلیمری نوع-p و اثر ساختارهای مختلف اجزای سامانه های پلیمری بر سامانه سلول خورشیدی معکوس پروسکایتی ارزیابی و بررسی می شود. پلیمرهایی مانند پلی(۴،۳-اتیلن دی اکسی تیوفن) پلی استیرن سولفونات (PEDOT:PSS)، پلی(۳-هگزیل تیوفن) (P۳HT) و پلی(بیس(۴-فنیل) ۶،۴،۲-تری متیل فنیل)آمین (PTAA) بیشترین بررسی ها و آزمایش ها را به خود اختصاص داده اند که از این میان PTAA به عنوان گزینه ای مطلوب تر و کارآمدتر، به بازده فراتر از %۲۵ رسیده است.

کلیدواژه ها:

"لایه انتقال دهنده حفره" ، " پلیمرهای نیمه رسانا" ، " سلول های خورشیدی پروسکایتی" ، "پایداری" ، "مقیاس صنعتی"