Fizičari na ITMO univerzitetu otkrili su novi način korištenja prozirnih materijala usolarne ćelijeuz održavanje njihove efikasnosti. Nova tehnologija se zasniva na metodama dopiranja, koje mijenjaju svojstva materijala dodavanjem nečistoća, ali bez upotrebe skupe specijalizirane opreme.

Rezultati ovog istraživanja objavljeni su u časopisu ACSApplied Materials & Interfaces („Ion-gated small molecule OPVs: Interfacial doping of chargeers of chargeers and transport layers“).

Jedan od najfascinantnijih izazova u solarnoj energiji je razvoj prozirnih tankoslojnih fotosenzitivnih materijala. Film se može primijeniti preko običnih prozora za generiranje energije bez utjecaja na izgled zgrade. Međutim, razvoj solarnih ćelija koje kombiniraju visoku efikasnost s dobrom propusnošću svjetlosti vrlo je težak.

Konvencionalne tankoslojne solarne ćelije imaju neprozirne metalne zadnje kontakte koji hvataju više svjetlosti. Prozirne solarne ćelije koriste zadnje elektrode koje propuštaju svjetlost. U ovom slučaju, neki fotoni se neizbježno gube dok prolaze, što smanjuje performanse uređaja. Nadalje, proizvodnja zadnje elektrode s odgovarajućim svojstvima može biti vrlo skupa“, kaže Pavel Vorošilov, istraživač na Fakultetu za fiziku i inženjerstvo Univerziteta ITMO.

Problem niske efikasnosti rješava se upotrebom dopiranja. Ali osiguravanje da se nečistoće pravilno nanose na materijal zahtijeva složene metode i skupu opremu. Istraživači sa Univerziteta ITMO predložili su jeftiniju tehnologiju za stvaranje „nevidljivih“ solarnih panela – onu koja koristi jonske tekućine za dopiranje materijala, što mijenja svojstva obrađenih slojeva.

„Za naše eksperimente, uzeli smo solarnu ćeliju na bazi malih molekula i na nju pričvrstili nanocjevčice. Zatim smo dopirali nanocjevčice pomoću ionske kapije. Također smo obradili transportni sloj, koji je odgovoran za to da naboj iz aktivnog sloja uspješno stigne do elektrode. To smo mogli učiniti bez vakuumske komore i radeći u ambijentalnim uvjetima. Sve što smo trebali učiniti bilo je ubaciti malo ionske tekućine i primijeniti mali napon kako bismo postigli potrebne performanse.“ dodao je Pavel Vorošilov.

Testiranjem svoje tehnologije, naučnici su uspjeli značajno povećati efikasnost baterije. Istraživači vjeruju da bi se ista tehnologija mogla koristiti za poboljšanje performansi drugih vrsta solarnih ćelija. Sada planiraju eksperimentirati s različitim materijalima i poboljšati samu tehnologiju dopiranja.