ترکیب آلی

ترکیب آلی به هر نوع ماده و ترکیب شیمیایی(جامد-مایع-گاز) می‌گویند که در ملکول‌های خود دارای کربن باشد. این تعریف عام نیست و شامل همه ترکیبات کربن‌دار مانند کاربید٬ الماس٬ سیانید و اکسیدهای ساده کربن نمی‌شود. ترکیب‌های نام‌برده شده با اینکه دارای کربن هستند اما در رده ترکیب معدنی قرار می‌گیرند.

تاریخچه

تا اوایل سدهٔ ۱۹ ام میلادی، مواد شیمیایی دارای منشاء حیوانی یا گیاهی را آلی می‌نامیدند و آنها را به علت ضروری بودن نیروی حیاتی برای تولیدشان از مواد معدنی (مواد غیرآلی) متمایز می‌دانستند. نظریهٔ نیروی حیاتی در سال ۱۸۲۸ توسط ولر با سنتز اوره رد شد ولی اصطلاح آلی باقی ماند.

امروزه به بیشتر موادی که از دو عنصر کربن وهیدروژن تشکیل شده باشد مواد آلی می‌گویند.

کاربرد در سلولهای خورشیدی و دیودهای نوری

نیمه رسانا‌های آلی (ارگانیگ) یکی از موادی هستند که در ساخت سلول خورشیدی و دیود نوری توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. هر چند که استفاده از این مواد در سلولهای خورشیدی بازده کمتری را نسبت به هم‌تایان سیلیسیمی خود موجب می‌شوند اما به دلایل زیر برای استفاده‌های غیر صنعتی و کاربردهای روزانه نامزد بسیار خوبی هستند:

۱. تهیه آنها به صورت لایه‌های نازک بسیار راحت است. معمولاً از تکینیکهای پوشش‌دهی چرخشی (Spin coating) ٫ doctor balde techniques (wet_possessing)g و تبخیر برای این کار استفاده می‌شود.

۲. در مقایسه با مواد غیرآلی مقدار کمی از مواد آلی برای اهداف تولید انرژی کافی است (لایه‌هایی با ضخامت ۱۰۰ نانومتر) و در عین حال تولید آنها به صورت انبوه به صورت مواد شیمیایی ممکن است.

۳. می‌توان از نظر شیمیایی آنها را طوری ساخت که خصوصیاتی مثل نوار بدون انرژی٫ باند رسانش (conduction band)٫ باند ظرفیت (valence band)٫ هدایت الکتریکی٫ حلالیت و غیره مقدار دلخواه را داشته باشند.

۴. تنوع در اندازه نوار بدون انرژی در این مواد باعث می‌شود که مواد آلی در طول موجهای متفاوتی جذب کنند. اگر این طول موج در محدوده فروسرخ باشد می توان سلولهای خورشیدی و یا دیودهایی از مواد شفاف ساخت و برای مثال در پنجره‌ها به کار برد.

۵. انعطاف پذیری مواد آلی مانند پلیمرها امکان ساخت سلولهای خورشیدی ای توسط این مواد را فراهم می‌آورد که به صورت سطوح منحنی وجود دارند. برای مثلا در شیشه اتومبیل‌ها می‌توان از آنها استفاده کرد.

۶. امکان تولید لایه‌های نازک با سطوح بزرگ

۷. برتری‌های اقتصادی (قیمت ارزان تر) و زیست محیطی نسبت به مواد غیر آلی.

این خصوصیات و بسیاری خصوصیات جالب دیگر نیمه رساناهای آلی را برای کاربردهای تجاری مورد توجه قرار داده است. مواد آلی‌ای که بیشتر روی آنها برای اهداف بالا تحقیق شده است عبارتند از:

پلیمرها که از تکرار یک واحد مولکولی بین ۱۰ تا ۱۰۰۰ بار بوجود می‌آیند.
اولیگومرها که از تکرار یک واحد مولکولی بین ۲ تا ۱۲ بار بوجود می‌آیند و در واقع همان پلیمرها هستند ولی با طولی بسیار کوتاه‌تر.
دندریمرها واحدهای تکرار شونده مولکولی که توسط پیوند کووالانسی به صورت سه بعدی به یکدیگر متصل شده‌اند.
رنگ‌ها
کریستال‌های مایع
لایه‌های خودسامان‌ده
منابع

۱. Organic photovoltaic materials and devices , C. R. Physique 3 (2002) 523- 542: doi:10.1016/S1631-0705(02)01335-X

۲. Organic photovoltaics: technology and market, Solar Energy Materials & Solar Cells 83 (2004) 273–292: doi:10.1016/j.solmat.2004.02.030

از ویکی پدیا