الخلايا الشمسية العضوية هي خلايا شمسية تتكون من مواد عضوية. يستخدمون بشكل أساسي المواد العضوية الحساسة للضوء كمواد شبه موصلة لتوليد الفولتية لتشكيل التيارات من خلال التأثير الكهروضوئي لتحقيق تأثير توليد الطاقة الشمسية. كنوع جديد من أجهزة الخلايا الشمسية ، تتمتع الخلايا الشمسية العضوية بخصائص المرونة والوزن الخفيف واللون القابل للتعديل ومعالجة المحلول وإعداد الطباعة على مساحة كبيرة. تعتبر حاليًا نقطة ساخنة في مجال أبحاث الخلايا الشمسية ، لكن الكفاءة المنخفضة هي السبب الرئيسي الذي يحد من تطبيقها على نطاق واسع.
1. مبدأ الخلايا الشمسية العضوية
تستخدم الخلايا الشمسية العضوية المواد العضوية الحساسة للضوء كمواد شبه موصلة ، وتولد الفولتية لتشكيل التيارات من خلال التأثير الكهروضوئي. المواد العضوية الرئيسية الحساسة للضوء لها هيكل مترافق وموصلية
2. تركيب الخلايا الشمسية العضوية
يمكن تقسيم الخلايا الشمسية العضوية إلى هيكل تقاطع أحادي ، وبنية غير متجانسة PN ، وهيكل بلوري نانوي حساس للصبغة وفقًا لمواد أشباه الموصلات.
①الهيكل أحادي الوصلة عبارة عن خلية شمسية عضوية مصنوعة على أساس مبدأ حاجز شوتي. هيكلها عبارة عن قطب كهربائي زجاجي / معدني / صبغة / قطب كهربائي ، والذي يستخدم وظائف العمل المختلفة للقطبين لتوليد مجال كهربائي. يتم نقل الإلكترونات من القطب المعدني ذي وظيفة العمل المنخفضة إلى القطب ذي وظيفة العمل العالية لتوليد التيار الضوئي. نظرًا لأنه يتم نقل جميع الإلكترونات والثقوب في نفس المادة ، فإن معدل التحويل الكهروضوئي منخفض نسبيًا
②تشير بنية غير متجانسة PN إلى أن هذا الهيكل يحتوي على هيكل متغاير متقبل (أشباه الموصلات من النوع N وأشباه الموصلات من النوع P). من بينها ، مواد أشباه الموصلات عبارة عن أصباغ في الغالب ، مثل مركبات الفثالوسيانين ومركبات إيمين رباعي الفورمالدهيد البريلين ، باستخدام واجهة D / A وفصل ثقب الإلكترون بين طبقات أشباه الموصلات. تزيد خصائص النقل في المواد المختلفة من كفاءة الفصل ، ويتراوح معدل التحويل الكهروضوئي للخلايا الشمسية المصنوع بواسطة إلياس ستاثاتوس وغيره ، والذي يجمع بين مزايا المركبات غير العضوية والعضوية ما بين 5٪ و 6٪.
③تشير NPC (خلية ضوئية بلورية نانوية) صبغة بلورية نانوية حساسة للخلية الشمسية (DSSC) بشكل أساسي إلى نوع من الخلايا الشمسية التي تستخدم صبغة TiO2 ذات البنية النانوية متعددة الفراغات كالصورة الضوئية. إنها خلية شمسية تحاكي مبدأ التمثيل الضوئي للكلوروفيل النباتي. ومع ذلك ، يمكن للخلايا الشمسية NPC اختيار إلكتروليتات الأكسدة والاختزال المناسبة لزيادة الكفاءة الكهروضوئية ، والتي يمكن أن تستقر عمومًا عند 10٪ ، كما أن TiO2 النانوي سهل التحضير ، ومنخفض التكلفة ، وله عمر طويل ، وهو أمر له آفاق جيدة في السوق. .
