Τα οργανικά ηλιακά κύτταρα είναι ηλιακά κύτταρα που αποτελούνται από οργανικά υλικά. Χρησιμοποιούν κυρίως φωτοευαίσθητα οργανικά ως υλικά ημιαγωγών για να δημιουργήσουν τάσεις για να σχηματίσουν ρεύματα μέσω του φωτοβολταϊκού φαινομένου για να επιτύχουν το αποτέλεσμα της παραγωγής ηλιακής ενέργειας. Ως νέος τύπος συσκευής ηλιακών κυψελών, τα οργανικά ηλιακά κύτταρα έχουν τα χαρακτηριστικά της ευελιξίας, του μικρού βάρους, του ρυθμιζόμενου χρώματος, της επεξεργασίας διαλύματος και της προετοιμασίας εκτύπωσης μεγάλης περιοχής. Αυτήν τη στιγμή αποτελούν ένα hot spot στον τομέα της έρευνας ηλιακών κυττάρων. Όμως η χαμηλή απόδοση είναι ο κύριος λόγος που περιορίζει τη μεγάλης κλίμακας εφαρμογή του.
1. Η αρχή των οργανικών ηλιακών κυψελών
Τα οργανικά ηλιακά κύτταρα χρησιμοποιούν φωτοευαίσθητα οργανικά ως υλικά ημιαγωγών και παράγουν τάσεις για να σχηματίσουν ρεύματα από το φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Τα κύρια φωτοευαίσθητα οργανικά υλικά έχουν συζευγμένη δομή και αγωγιμότητα
2. Η δομή των οργανικών ηλιακών κυψελών
Τα οργανικά ηλιακά κύτταρα μπορούν να χωριστούν σε δομή μονής διασταύρωσης, δομή ετεροσύνδεσης PN και νανοκρυσταλλική δομή ευαισθητοποιημένης με βαφές σύμφωνα με υλικά ημιαγωγών.
①.Η δομή μονής διασταύρωσης είναι ένα οργανικό ηλιακό στοιχείο κατασκευασμένο με βάση την αρχή του φράγματος Schottty. Η δομή του είναι ηλεκτρόδιο γυαλιού/μετάλλου/ηλεκτρόδιο βαφής/μετάλλου, το οποίο χρησιμοποιεί τις διαφορετικές λειτουργίες εργασίας των δύο ηλεκτροδίων για να δημιουργήσει ηλεκτρικό πεδίο. Τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται από το μεταλλικό ηλεκτρόδιο με χαμηλή λειτουργία εργασίας στο ηλεκτρόδιο με υψηλή λειτουργία εργασίας για τη δημιουργία φωτορεύματος. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια και οι οπές μεταφέρονται όλα στο ίδιο υλικό, ο ρυθμός φωτοηλεκτρικής μετατροπής είναι σχετικά χαμηλός
②Η δομή ετεροσύνδεσης PN αναφέρεται στο ότι αυτή η δομή έχει μια δομή ετεροσύνδεσης δότη-δέκτη (ημιαγωγός τύπου Ν και ημιαγωγός τύπου Ρ). Μεταξύ αυτών, τα υλικά ημιαγωγών είναι ως επί το πλείστον βαφές, όπως ενώσεις φθαλοκυανίνης και ενώσεις ιμίνης τετραφορμαλδεΰδης περυλενίου, χρησιμοποιώντας τη διεπιφάνεια D/A και τον διαχωρισμό ηλεκτρονίων-οπών μεταξύ στρωμάτων ημιαγωγών. Τα χαρακτηριστικά μεταφοράς σε διαφορετικά υλικά αυξάνουν την απόδοση διαχωρισμού. Ο ρυθμός φωτοηλεκτρικής μετατροπής των ηλιακών κυψελών που κατασκευάστηκε από τον Ηλία Σταθάτο και άλλους συνδυάζοντας τα πλεονεκτήματα των ανόργανων και οργανικών ενώσεων είναι μεταξύ 5% και 6%.
③Το NPC (νανοκρυσταλλικό φωτοβολταϊκό στοιχείο) ευαισθητοποιημένο με χρωστική νανοκρυσταλλική ηλιακή κυψέλη (DSSC) αναφέρεται κυρίως σε έναν τύπο ηλιακών κυψελών που χρησιμοποιεί ως φωτοάνοδο νανοδομημένο φιλμ TiO2 πολλαπλών κενών ευαισθητοποιημένου με βαφή. Είναι ένα ηλιακό κύτταρο που μιμείται την αρχή της φωτοσύνθεσης της φυτικής χλωροφύλλης. Ωστόσο, τα ηλιακά κύτταρα NPC μπορούν να επιλέξουν κατάλληλους ηλεκτρολύτες οξειδοαναγωγής για να αυξήσουν τη φωτοηλεκτρική απόδοση, η οποία γενικά μπορεί να σταθεροποιηθεί στο 10%, και το νανοκρυσταλλικό TiO2 είναι εύκολο να παρασκευαστεί, χαμηλό κόστος και έχει σημαντική διάρκεια ζωής, κάτι που έχει καλή προοπτική αγοράς .
