مروری بر مواد انتقال دهنده الکترون بر پایه پلیمرهای نوع-n در سلول های خورشیدی پروسکیت معکوس

سلول های خورشیدی پروسکیت با وجود چالش پایداری که با آن مواجه هستند، پیشرفت های شایان توجهی داشته اند. پیش بینی می شود، این روند با توجه به علم مهندسی کامپوزیت و مواد تشکیل دهنده لایه ها، برای دستیابی به سلول های  کارآمد و با ثبات زیاد در بلندمدت، همچنان ادامه داشته باشد. یکی از اجزا و لایه اصلی تشکیل دهنده سلول های خورشیدی پروسکیت، ماده انتقال دهنده الکترون است که در انتقال و استخراج الکترون و بازده سلول نقش تعیین کننده ای دارد. مواد انتقال دهنده الکترون براساس اجزای تشکیل دهنده به انواع مختلف آلی، غیرآلی و پلیمری تقسیم بندی می شوند. از این میان، مواد انتقال دهنده الکترون پلیمری با توجه به محدودیت های موجود در انواع دیگر و خواص ویژه ای که نشان می دهند، مورد توجه قرار گرفته اند. مشتقات فولرن از مواد انتقال دهنده الکترون آلی هستند که حل پذیری و تحرک الکترونی مناسبی ندارند. اما، در مواد انتقال دهنده الکترون پلیمری امکان اتصال گروه های عاملی متفاوت به واحد هسته مرکزی ماده وجود دارد که سبب ایجاد تغییرات معنادار در پارامترهای فوتوولتایی سلول می شود. با انتخاب مواد انتقال دهنده الکترون پلیمری قابلیت دستیابی به برتری هایی مانند تحرک الکترونی زیاد، خالص سازی آسان، حل پذیری مناسب برای فراوری حین لایه نشانی و پایداری مطلوب وجود دارد. از مواد انتقال دهنده الکترون پلیمری با هسته های مرکزی مختلف مانند نفتالن دی ایمین، پریلن دی ایمید و بیس تیوفن ایمید به دلیل تحرک الکترونی زیاد و نیازنداشتن به مواد افزودنی، بیشتر در سلول های خورشیدی پروسکیت معکوس استفاده شده است. در این میان، بیشترین بازده (%۲۰.۴۳) به سلول دارای پلیمر  PPDIN۶ با هسته مرکزی پریلن دی ایمید مربوط است. افزون بر این، پژوهشگران از پلیمرهای نوع-n برای اصلاح، ارتباط موثر میان لایه ها و بهبود پارامترهای فوتوولتایی سلول های خورشیدی پروسکیت معکوس استفاده می کنند. این مقاله مروری نشان می دهد، انتخاب مواد انتقال دهنده الکترون پلیمری همراه با هسته های مرکزی خاص، با تغییرات اساسی می تواند به نتایج مطلوبی از نظر عملکرد و پایداری در سلول های خورشیدی پروسکیت منجر شود.

Keywords:

سلول های خورشیدی پروسکیت , مواد انتقال دهنده الکترون پلیمری , بازده تبدیل توان , پلیمرهای مزدوج , پایداری