مروری بر مواد رنگزا: انواع، پیشرفت‌ و سازوکار عملکرد آن‌ها به‌منظور کاربرد در سلول‌های‌ خورشیدی آلی

امروزه کاربرد انرژی‌های نو و در راس آنها انرژی خورشیدی بدلیل ظرفیت بالا، دسترسی آسان و هزینه‌های پایین بسیار مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است. بنابراین درک و شناخت روش‌های تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی در توسعه کاربرد این انرژی تاثیر بسزایی دارد. سلول‌ خورشیدی دستگاهی است که انرژی خورشیدی را طی پدیده فوتوولتائیک بطور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می‌‌کند. دو گروه مهم از سلول‌های خورشیدی شامل سلول‌های خورشیدی حساس‌شده به ماده رنگزا و سلول‌های خورشیدی پلیمری می‌‌باشند که نقطه تمرکز مقاله مروری پیش رو نیز هستند. از اجزای اصلی سلول‌های خورشیدی، ترکیبات جاذب نور یا تولید‌کننده الکترون-حفره می‌‌باشند. در سلول‌های خورشیدی حساس‌شده به مواد رنگزا، مواد رنگزا مسئول جذب نور و انتقال الکترون به نیمه‌هادی می‌‌باشد. از اینرو، شناخت ساختار و عملکرد ماده رنگزا در سلول خورشیدی حساس‌شده به مواد رنگزا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به‌همین دلیل معرفی مواد رنگزا، سازوکار عملکرد و پیشرفت‌های حاضر در ارتباط با کاربرد آن‌ها در سلول‌های خورشیدی حساس‌شده به ماده رنگزا ارائه شده است. همچنین اخیرا کاربرد ماده رنگزا در سلول‌های خورشیدی پلیمری نیز مشاهده شده است و در این مقاله، به نمونه‌هایی از این پیشرفت‌ها اشاره شده است. درنهایت سازوکار عملکرد ماده رنگزا در حضور پلیمر (سازوکار فورستر) در سلول‌های خورشیدی پلیمری ارائه گردید.