اختراع مربوطه در زمينه ي مهندسي پليمر، شيمي، مهندسي مواد، محيط زيست و انرژي هاي نو مي باشد. در دهه‌هاي اخير بدلايل محيط زيستي و آلودگي‌هاي سوخت‌هاي فسيلي، روند چشمگيري در بهبود خواص سلول‌هاي خورشيدي به جهت بهره‌برداري از انرژي خورشيدي را شاهد هستيم. سلول‌هاي خورشيدي پليمري از نسل سوم سلول‌هاي خورشيدي است كه با استفاده از پليمرهاي مزدوج در لايه فعال اين سلول‌ها، خواصي همچون سبك بودن، ارزان بودن و سهولت در ساخت سلول را منجر مي‌شوند. پلي-3-هگزيل‌تايوفن به عنوان پليمر نيمه‌رسانا با خاصيت انتقال حفره بالا، كاربرد روزافزوني در تجهيزات الكترونيكي مانند سلول‌هاي خورشيدي دارد. در لايه فعال سلول‌هاي خورشيدي علاوه بر حضور يك عامل الكترون‌دهنده نياز به حضور يك عامل الكترون‌گيرنده در كنار آن، جهت جدايش اكسايتون‌ها مي‌باشد. در دهه اخير، گرافن به عنوان بهترين الكترون‌گيرنده در دماي محيط با خواصي همچون چگالي بالا، هدايت حرارتي بالا، رسانندگي اپتيكي و خواص الكتريكي فوق‌العاده مورد توجه قرار گرفته است. از اين رو در اين اختراع، پلي-3-هگزيل‌تايوفن به روش گرينيارد (GRIM) و گرافن به روش هامر پيشرفته سنتز شده و به عنوان اجزاي الكترون‌دهنده و الكترون‌پذيرنده در لايه فعال سلول خورشيدي قرار گرفته‌اند. سنتز اين مواد از طريق آزمون‌هاي آناليز مورد بررسي قرار گرفت. از آنجايي كه يكي از بزرگترين معضلات لايه فعال سلول‌هاي خورشيدي جدايش فازي الكترون‌دهنده و الكترون‌گيرنده در طول زمان و در اثر تابش نور خورشيد مي‌باشد و همچنين صفحات گرافن به دليل آبگريزي تمايل زيادي به تجمع دارند، از اين رو در اين اختراع با اصلاح شيميايي پليمر نيمه‌رسانا و ايجاد پيوند بين پليمر و گرافن، نه تنها از جدايش فازي دو جز الكترون‌دهنده و الكترون‌گيرنده جلوگيري خواهش شد بلكه خواص رسانايي و در نهايت بازده نهايي سلول خورشيدي افزايش مي‌يابد و همچنين طول عمر دستگاه نيز به مراتب افزايش خواهد يافت. در مبناي اصلي لايه فعال سلول خورشيدي، افزايش راندمان سلول، رابطه مستقيمي با ميزان احتمال جدايش الكترون و حفره از يكديگر و غلبه بر انرژي پيوند بين اين دو داراست. با قرار دادن يك فاز الكترون‌گيرنده در كنار يك فاز الكترون‌دهنده، اكسايتون با نفوذ به فصل مشترك اين دو فاز قادر به غلبه بر اين انرژي پيوند و تبديل شدن به الكترون و حفره و جريان يافتن در سيستم خواهد شد. از آنجايي كه اكسايتون‌ها تا 10 نانومتر بيشتر قابليت نفوذ ندارند، براي كامپوزيت‌كردن اين دو فاز نياز به اختلاط خوب با تركيب درصد مناسبي از اين دو مي‌باشد تا يك شبكه به هم پيوسته تو‌در‌تو ايجاد شود. از اين رو با ايجاد پيوند بين اين دو فاز، اين شبكه به هم پيوسته در مقياس مولكولي شكل مي‌گيرد و اكسايتون‌ها سريع‌تر به الكترون‌گيرنده رسيده و دچار جدايش مي‌شوند. همچنين از جدايي فازي كه در اثر زمان و بالا رفتن حرارت سلول در اثر كاركرد رخ مي‌دهد جلوگيري به عمل مي‌آيد. نتايج بدست آمده از نمونه هاي با تركيب درصد 5:3 و 5:5 از گرافن و P3HT پيوند خورده و مقايسه آن با نمونه كامپوزيتي با همين تركيب درصد، نشان مي‌دهد كه با انجام اين عمل حتي در تركيب درصد‌هاي كمي از الكترون گيرنده نيز بازده قابل توجهي بدست آمده است.

امروزه، به دنبال تامين انرژي از منابع تجديدپذير، نياز به سلول¬هاي خورشيدي بيش از گذشته احساس مي-شود. در سلول¬هاي خورشيدي پليمري كه توانايي كاربرد در سطح¬هاي منحني را دارند، الكترود شفاف و رسانا نيز بايد منعطف باشد. اكسيد قلع اينديوم كه اكنون مرسوم¬ترين الكترود شفاف و رسانا به شمار مي¬رود، شكننده، گران‌قيمت و ناپايدار است؛ از طرف ديگر منابع تامين اينديوم محدود و رو به اتمام مي¬باشد. گرافن ماده¬اي دوبعدي با ضخامت يك لايه اتم كربن با اتصالات هيبريدي SP2 است كه در آن چهارمين الكترون پيوندي كربن به‌عنوان الكترون آزاد باقي مانده است و به علت رسانايي بالا و شفافيت قابليت جايگزيني ITO را دارد. به دنبال جايگزين كردن اكسيد قلع اينديوم در ساختار سلول خورشيدي پليمري، در اين پژوهش از تركيب اكسيدگرافن كاهش¬يافته تهيه شده به روش هامر پيشرفته، نانولوله¬هاي¬ كربني به همراه نانوذرات طلا استفاده شد. نتايج حاصل از آزمون¬هاي FT-IR، SEM و UV-Vis به خوبي نشان دهنده تشكيل ساختار مورد نظر هستند. مشاهده شد كه ساختار بهينه براي كاربرد در سلول خورشيدي داراي مقاومت سطحي kΩ/sq 0.83 و شفافيت 76% است. از الكترود شفاف و رساناي حاصل در ساخت سلول خورشيدي پليمري استفاده گرديد. سلول خورشيدي منعطف با الكترود شفاف و رسانا طراحي شده، در بهترين حالت داراي بازده تبديل انرژي % 0.32 بود.