خلايا الطاقة الشمسية البوليمرية - العمليات الواجهة المتعلقة بمشاكل الأداء

Harnessing solar energy with solar cells based on organic materials (in particular polymeric solar cells) is an attractive alternative to silicon-based solar cells due to the advantages of lower weight, flexibility, lower manufacturing costs, easier integration with other products, low environmental impact during manufacturing and operations and short energy payback times. ومع ذلك، حتى مع الكفاءات الأخيرة التي تم الإبلاغ عنها تصل إلى 17%، فإن قابلية تكرار هذه الكفاءات ليست على مستوى جيد، مع تفاوت كبير في الكفاءات المبلغ عنها عبر الأدبيات. حيث أن هذه الأجهزة تعتمد على أفلام عضوية متعددة الطبقات فائقة الرقة، تلعب الواجهات دورًا رئيسيًا في تشغيلها وأدائها. تقدم هذه المراجعة ملخصًا موجزًا للقضايا الرئيسية للواجهات المسؤولة عن التأثير على أداء الأجهزة، مع التركيز على آلياتها الفيزيائية. بعد مقدمة حول المبادئ الأساسية لخلايا الطاقة الشمسية البوليمرية، تناقش بإيجاز توليد الشحنات وإعادة التركيب التي تحدث عند واجهة heterojunction bulk donor-acceptor. ثم تناقش شكل الواجهة للطبقة النشطة وكيف يؤثر على أداء واستقرار هذه الأجهزة. تاليًا، يتم مناقشة تشكيل حواجز الحقن والاستخراج ودورها في أداء الجهاز. أخيرًا، تتناول أكثر الطرق شيوعًا لتغيير هذه الحواجز لتحسين كفاءة الخلية الشمسية، بما في ذلك استخدام ثنائيات الواجهة. ترتبط هذه القضايا ببعضها البعض وتوفر فهمًا واضحًا وموجزًا لمشكلة عدم الأداء بسبب الظواهر الواجهة التي تحدث داخل الجهاز. لا تناقش هذه المراجعة بعض الأساليب المعتمدة التي تم اعتمادها لمعالجة هذه المشكلات فحسب، بل تسلط الضوء أيضًا على القضايا الواجهة التي لا تزال بحاجة إلى فهم كامل في خلايا الطاقة الشمسية العضوية.