معرفي پلي‌(4،3- اتيلن‌دي‌اكسي‌تيوفن)-پلي‌استيرن سولفونات به‌عنوان لايه انتقال‌دهنده حفره در سلول‌هاي خورشيدي پليمري

An Introduction to Poly(3,4-thiophene) ethylenedioxy-Polystyrene Sulfonate as a Hole Transporting Layer in Polymer Solar Cells

سلول خورشيدي پليمري گونه‌اي از سلول‌هاي خورشيدي است كه به‌دليل مزايايي مانند انعطاف‌پذيري، وزن كم، قيمت اندك توليد در مقياس صنعتي و ساخت در حالت محلول مورد توجه بسيار قرار گرفته است. اين سلول‌ها از سه لايه اصلي آند، لايه فعال و كاتد تشكيل شده‌اند. واردكردن دو لايه ديگر با نام‌هاي انتقال‌دهنده حفره و الكترون در ساختار سلول‌هاي خورشيدي پليمري، موجب بهبود عملكرد اين سلول‌ها در تبديل انرژي نوراني خورشيد به انرژي الكتريكي مي‌شود. در اين مقاله، لايه انتقال‌دهنده حفره به‌عنوان لايه جلوگيري كننده از عبور الكترود‌ها به‌سمت آند بررسي مي‌شود كه تنها به حفره‌ها اجازه عبور مي‌دهد. امروزه، تركيبات متنوعي به‌عنوان انتقال‌دهنده حفره معرفي شده‌اند كه موفق‌ترين آن‌ها در سلول‌هاي خورشيدي پليمري تركيب پلي(4،3- اتيلن‌دي‌اكسي‌تيوفن) پلي‌استيرن سولفونات يا PEDOT:PSS است كه از PEDOT رسانا و PSS عايق تشكيل مي‌شود. در ادامه، به معرفي ويژگي‌ها، روش‌هاي سنتز و اجزاي تشكيل‌دهنده تركيب پليمري پرداخته مي‌شود. در نهايت، پس از ارائه روش‌هاي بهبود خواص الكتريكي PEDOT:PSS به‌منظور افزايش كارايي سلول خورشيدي، سازوكار انتقال حفره در ساختار سلول‌هاي خورشيدي پليمري ارزيابي مي‌شود.

Polymer solar cells (PSCs) as one of the new types of solar cells have attracted a lot of attention due to their some advantages such as flexibility, light weight, low-cost large-scale manufacturing and solution processability. This category of PSCs is composed of three main layers including anode, active layer and cathode. The layers entitled "hole transporting layer" (HTL) and "electron transporting layer" (ETL) are generally designed in the main structure of a PSC. These layers improve the solar cell performance in conversion of solar energy to electricity. HTL as a layer can block electron movement to anode and only allows holes to move. Various compounds are introduced as "hole transporting" materials. Today, the most successful candidate material as "hole transporting" material for polymer solar cells is poly(3,4-ethylene dioxythiophene) polystyrene sulfonate or PEDOT:PSS which is composed of conductive PEDOT and PSS insulator. In this paper, the synthesis methods of PEDOT:PSS and its properties and components are introduced and its electrical property is optimized in order to enhance the performance of PSC, while the "hole transportation mechanism" has been considered in the polymer solar cell structure.