ಪಾಲಿಮರ್ ಸೋನಾರ್ ಸೆಟ್
ಒಂದು ಪಾಲಿಮರ್ ಸೋಲಾರ್ ಸೆಲ್ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿಣಾಮದ ಮೂಲಕ ಸೂರ್ಯನ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಪಾಲಿಮರ್, ರಚನಾತ್ಮಕ ಘಟಕಗಳು ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವ ಜೊತೆ ದೊಡ್ಡ ಅಣುಗಳು ಮಾಡಿದ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಸೌರ ಕೋಶಗಳು ಒಂದು ವಿಧ. ಪಾಲಿಮರ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಜೈವಿಕ ಸೌರ ಸೆಲ್ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಲು (ಸಹ "ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ). ಅವರು ತೆಳುವಾದ ಸೌರ ಕಣ ಒಂದು ರೀತಿಯ, ಇತರರು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾದ ಅಸ್ಫಾಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸೋಲಾರ್ ಸೆಲ್ ಸೇರಿದ್ದಾರೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಣಿಜ್ಯ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಸಂಪರ್ಕ ಜಾಲ ಮತ್ತು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಚಿಪ್ಸ್ (ವೇಫರ್ ಸಿಲಿಕಾನ್) ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ವಸ್ತು ಹೋಲುವ ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ, ಅತಿ-ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸ್ಫಟಿಕ, ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸೌರ ಮತ್ತು ತಮ್ಮ ಸಂಕೀರ್ಣ ನಿರ್ಮಾಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಹೆಚ್ಚು ವೆಚ್ಚದ್ದು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಹುಟ್ಟಿಸಿತು. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಧಾರಿತ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಪಾಲಿಮರ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಅಣುವಿನ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಗ್ರಾಹಕ, ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ, (ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಮುದ್ರಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಬಳಸಿಕೊಂಡು) ನಿರ್ಮಿಸು, (ಸಣ್ಣ ಸ್ವಾಯತ್ತ ಸಂವೇದಕಗಳು ಪ್ರಮುಖ ಇದು) ಹಗುರ ಸಮರ್ಥವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದಾದ ಮತ್ತು ಅಗ್ಗದ ಮತ್ತು ಸಂಭಾವ್ಯ ಸಣ್ಣ ಋಣಾತ್ಮಕ ಪರಿಸರೀಯ ಪ್ರಭಾವ ಹೊಂದಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆ ಸಾಧನ ಅಂಜೂರ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪಾಲಿಮರ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ದುಷ್ಪರಿಣಾಮಗಳು ಸಹ ಗಂಭೀರ: ಅವರು ಗಟ್ಟಿಯಾಗಿರುವ ವಸ್ತುಗಳ ದಕ್ಷತೆ, ಮತ್ತು ಅನುಭವ ಗಣನೀಯ ದ್ಯುತಿರಾಸಾಯನಿಕ ಅವನತಿ 1/3 ನೀಡುತ್ತವೆ ತಮ್ಮ ಮಾತನ್ನು ಸೇರಿ ಪಾಲಿಮರ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಅದಕ್ಷ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರತೆ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು,. ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಗಾಗಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಸೋಲಾರ್ ಸೆಲ್ ಸಂಶೋಧನೆ ಜನಪ್ರಿಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಮಾಡಿದ. 8% ಮೇಲೆ ಪ್ರಮಾಣಿತ ದಕ್ಷತೆಗಳನ್ನು ತಲುಪಿತು 2014 ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಸಾಧನಗಳ, ಇನ್ನೂ ಅಪ್ರಕಟಿತ ಸಾಧನಗಳು 10% ಮೀರಿತ್ತು.
ಸಾಧನ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ
ಬದಲಾಯಿಸಿ
ಅಂಜೂರ. Polaron ಫುಲ್ಲೆರೀನ್ನಂತಿರುವ ಅಣುಗಳಿಂದ ಸುತ್ತುವರೆದಿರುತ್ತದೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತಿರುವ 2. ಪಾಲಿಮರ್ ಸರಣಿ
| ||||||||||||||
ಪಾಲಿಮರ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ (ಒಂದು ಇಂಡಿಯಮ್ ಟಿನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ (ಐಟಿಒ) ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪೂರೈಸುವ ಮತ್ತು ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ acceptor ನಂತರ ವಾಹಕ ಗಾಜಿನ ಮೇಲೆ ಒಂದು electron- ಅಥವಾ ರಂಧ್ರ ತಡೆಗಟ್ಟುವಂತಹ ಪದರವನ್ನು ಫುಲ್ಲೆರೀನ್ನಂತಿರುವ ಅಣುಗಳಿಂದ ಸುತ್ತುವರೆದಿರುತ್ತದೆ ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತಿರುವ polaron 2. ಪಾಲಿಮರ್ ಸರಣಿ ಬೃಹತ್ heterojunction ಸೌರ ಕೋಶಗಳ), ಹೋಲ್ ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ತಡೆಯುವ ಪದರ, ಮತ್ತು ಮೇಲೆ ಲೋಹದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ. ಪ್ರಕೃತಿ ಮತ್ತು ಸಲುವಾಗಿ ತಡೆಯುವ ಪದರಗಳನ್ನು - ಹಾಗೂ ಲೋಹದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸ್ವರೂಪ - ಸೆಲ್ ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಥವಾ ತಲೆಕೆಳಗಾದ ಸಾಧನ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪ ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಬೃಹತ್ heterojunction ಪಾಲಿಮರ್ ಸೌರ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ, ಬೆಳಕಿನ excitons ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಧನದ ಕ್ರಿಯಾಶೀಲ ಪದರವು ಒಳಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಡೋನರ್ ಮತ್ತು acceptor ಮಿಶ್ರಣ ನಡುವೆ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ನಂತರದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸುವ. ಈ ಆರೋಪಗಳನ್ನು ನಂತರ ಆರೋಪಗಳನ್ನು, ಕೋಶಗಳ ಹೊರಗೆ ಹರಿಯುವಂತೆ ಕೆಲಸ ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಮತ್ತು ನಂತರ ಎದುರುಬದಿಗಿದ್ದ ಸಾಧನ ಮರು ನಮೂದಿಸಿ ಅಲ್ಲಿ ಸಾಧನದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಸಾಗಿಸಲು. ಜೀವಕೋಶದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹಲವಾರು ಅಂಶಗಳು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಅಲ್ಲದ ಯುಗ್ಮ ರಿಕಾಂಬಿನೇಷನ್ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ಹೋಲ್ ಚಲನಶೀಲತೆ ಸಕ್ರಿಯ ಪದರಕ್ಕೆ ವೇಗವಾಗಿ ವಹನ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾವಯವ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪೂರೈಸುವ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ acceptor ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅರೆವಾಹಕ ಪಿ.ಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. Exciton ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ತೂತು ಜೋಡಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅಲ್ಲಿ ಸಾವಯವ ಪಿ.ವಿ. ಕೋಶಗಳ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪೂರೈಸುವ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ರೂಪಿಸುವ ಅಣುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಇಂಗಾಲದ ಪು ಕಕ್ಷೀಯ ಮಿಶ್ರಣ ಪರಿಣಾಮವೇ ವಿಕೇಂದ್ರೀಕೃತ π ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಯೋಜಿತ ಪಾಲಿಮರ್ಗಳಾಗಿವೆ. ಈ π ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಒಂದು π -π * ಪರಿವರ್ತನೆ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಕಡಿಮೆ ಖಾಲಿಯಾಗಿರುವ ಆಣ್ವಿಕ ಕಕ್ಷೀಯ (LUMO) ಗೆ ಅಥವಾ ಅಣು ಅತ್ಯುನ್ನತ ಆಕ್ರಮಿತ ಆಣ್ವಿಕ ಕಕ್ಷೀಯ (ಹೋಮೋ) ನಿಂದ ವರ್ಣಪಟಲದ ಗೋಚರವಾಗುವ ಭಾಗವಾಗಿದೆ ಬಳಿ ಬೆಳಕಿನ ಉತ್ಸುಕರಾಗಿದ್ದೇವೆ ಎಂದು ಮಾಡಬಹುದು. ಈ ಕಕ್ಷೆಗಳ ನಡುವಿನ ಶಕ್ತಿ bandgap ಬೆಳಕಿನ ಇದು ತರಂಗಾಂತರದಲ್ಲಿ (ರು) ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ನಿರ್ಜೀವ ಸ್ಫಟಿಕ ಪಿ.ವಿ. ಸೆಲ್ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ತನ್ನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ರಚನೆ ಮತ್ತು ವಿಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ, ಸಾವಯವ ದ್ಯುತಿಪ್ರವಾಹ excitons ಬಲವಾಗಿ 0.1 ಮತ್ತು 1.4 eV ನಡುವೆ ಶಕ್ತಿ ಬದ್ಧರಾಗಿರುತ್ತಾರೆ. ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ತರಂಗ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಳೀಯ ಏಕೆಂದರೆ ಸಶಕ್ತ ಬಂಧಕ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಆಕರ್ಷಣೆಯ ಹೀಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಇರಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಒಂದು exciton ಒಟ್ಟಿಗೆ ರಂಧ್ರ ಮಾಡಬಹುದು. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ರಂಧ್ರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಂತಸ್ಥಶಕ್ತಿಯು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ಒಂದು ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ವಿಭಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟು ಮಾಡಬಹುದು. ಫೋಟಾನ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ವಸ್ತು ದಾನಿ, ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ವಾಧೀನಕ್ಕೆ ವಸ್ತು acceptor ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂಜೂರ ರಲ್ಲಿ. 2, ಪಾಲಿಮರ್ ಸರಪಳಿಯ ದಾನಿ ಮತ್ತು ಫುಲ್ಲೆರೀನ್ನಂತಿರುವ acceptor ಆಗಿದೆ. ಸಹ ವಿಘಟನೆಯ ನಂತರ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ರಂಧ್ರ ಇನ್ನೂ ಒಂದು "ಜೋಡಿ ಜೋಡಿ" ಸೇರಿದರು, ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ನಂತರ ಅವುಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ರಂಧ್ರ ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಮಾಡಬೇಕು. ಆವೇಶ ವಾಹಕದ ಚಲನಶೀಲತೆ ಸಾಕಷ್ಟು ವೇಳೆ, ವಿಮಾನ ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ತಲುಪಲು, ಮತ್ತು ಬದಲಿಗೆ ಬಲೆಗೆ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ಮರುಜೋಡಿಸಲು ಅಥವಾ ಹೊಸ ವಿಮಾನ ಹರಿವು ವಿರೋಧಿಸಲು ಅನಪೇಕ್ಷಿತ ಜಾಗವನ್ನು ಶುಲ್ಕಗಳಂತಿರುವ ಸಾಧನ ಉಳಿಯಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ರಂಧ್ರ mobilities ದಾಖಲೆಗಳುಸರಿಹೊಂದಿವೆ ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ನಂತರದ ಸಮಸ್ಯೆ ಉಂಟಾಗಬಹುದು. ಆ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಚಾರ್ಜ್ ಸೀಮಿತ photocurrent (SCLP) ಸಾಧನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಕುಂಠಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾವಯವ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಸಕ್ರಿಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಮತ್ತು ಫುಲ್ಲೆರೀನ್ನಂತಿರುವ ಆಧಾರಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ acceptor ಜೊತೆ ಕೃತ್ರಿಮ. ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಬೆಳಕಿನ ಒಂದು ಫುಲ್ಲೆರೀನ್ನಂತಿರುವ ಅಣುವಿಗೆ ಪಾಲಿಮರ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಒಂದು photoinduced quasiparticle, ಅಥವಾ polaron (ಪಿ +) ರಚನೆಗೆ, ಪಾಲಿಮರ್ ಸರಪಳಿಯ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಫುಲ್ಲೆರೀನ್ನಂತಿರುವ ತೀವ್ರಗಾಮಿ ಅಯಾನು (ಸಿ 60) ಆಗುತ್ತದೆ. Polarons ದೂರದಿಂದ ಮತ್ತು ದೂರ ಪ್ರಸರಿಸುತ್ತದೆ.