توليد پيل خورشيدي چند لايه با استفاده از چسب رساناي مبتني بر گرافن

[Joseph Goebbels]

محققان از اکسيد گرافن براي توليد توليد نوعي چسب پليمري استفاده کردند. براي اين کار اکسيد گرافن با پليمر پلي(3و4 اتيلن دي اکسيد تيوفن): پلي(استايرن سولفونات) ترکيب شده و در نهايت ماده‌اي رسانا بوجود مي‌آيد که مي‌توان به‌عنوان لحيم در اتصال مواد پليمري از آن استفاده کرد.

اکسيد گرافن ماده‌اي است که از کربن، اکسيژن و هيدروژن تشکيل شده است و از طريق اکسيداسيون شديد گرافيت به‌دست مي‌آيد. از اين ماده مي‌توان در توليد گرافن استفاده کرد. اما جدا از اين موضوع، خود اکسيد گرافن داراي خواص پيچيده‌اي است.

گروه تحقيقاتي جازينگ هوانگ، از دانشگاه نورث وسترن، نشان دادند که اکسيد گرافن مي‌تواند به‌عنوان سورفاکتانت عمل کند. آنها به اکسيد گرافن از ديدگاه يک ماده نرم نگاه مي‌کنند. اين گروه تحقيقاتي اکسيد گرافن را به‌عنوان يک پليمر، کلوئيد، بلور مايع و غشاء مورد مطالعه قرار دادند.

تيم تحقيقاتي جازينگ هوانگ دريافتند که افزودن مقداري اکسيد گرافن به پليمر پلي(3و4 اتيلن دي اکسيد تيوفن): پلي(استايرن سولفونات)(PEDOT:PSS) مي‌تواند ويسکوزيته و هدايت حالت جامد اين ماده را افزايش دهد.

جازينگ هوانگ مي‌گويد: «به اکسيد گرافن مي‌توان از ديد يک کوپليمر دو بعدي داراي دو بلوک تصادفي نگاه کرد که دامنه‌هاي اکسيدي روي آن پخش شده است. بنابراين مي‌توان مواد ديگر را از طريق پيوندهاي π-π و هيدروژني روي اين ساختار قرار داد». از آنجايي که PEDOT:PSS يک پليمر رساناي رايج است بنابراين از آن به‌عنوان سيستم مدل استفاده شده است. نتايج نشان داد که برهمکنش شديد ميان اکسيد گرافن و پليمر PEDOT تاثير زيادي روي خواص پليمر مي‌گذارد. يکي از عجيب‌ترين اثرات اکسيد گرافن روي پليمر آن است که علي‌رغم عايق بودن خود اکسيد گرافن، در نهايت منجر به افزايش هدايت الکتريکي پليمر شده است.

پژوهشگران ثابت کردند که از ترکيب اکسيد گرافن/ PEDOT مي‌توان به‌عنوان لحيم براي ايجاد اتصالات الکتريکي در ادوات اپتوالکتريک آلي استفاده کرد. براي اثبات اين موضوع، محققان از اين ترکيب براي چسباندن پيل‌هاي خورشيدي چند لايه استفاده کردند. پيل‌هاي خورشيدي چندلايه، ادوات فتوولتائيکي هستند که روي هم ديگر قرار گرفته که با اين کار جذب نهايي سيستم افزايش مي‌يابد. اين سيستم براي به‌کارگيري در پيل‌هاي خورشيدي آلي مناسب است.

بزرگترين چالش در مسير توليد پيل‌هاي خورشيدي چندلايه آلي آن است که بايد براي اتصال لايه‌ها از يک ماده چسبنده رسانا استفاده کرد اما لايه‌ها بايد به‌طور فيزيکي از هم جدا باشد. همچنين اين چسب بايد مانع از درهم آميخته شدن لايه با هم شود. ترکيب ارائه شده توسط اين تيم تحقيقاتي مي‌تواند بر اين مشکلات فائق آيد.

http://www.nano.ir/newstext.php?Code=9550