Fizičari sa Sveučilišta ITMO otkrili su novi način korištenja prozirnih materijalasolarne ćelijeuz zadržavanje njihove učinkovitosti.Nova tehnologija temelji se na metodama dopinga, koje mijenjaju svojstva materijala dodavanjem nečistoća, ali bez upotrebe skupe specijalizirane opreme.

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

Jedan od najfascinantnijih izazova u solarnoj energiji je razvoj transparentnih tankoslojnih fotoosjetljivih materijala.Folija se može nanijeti na obične prozore za generiranje energije bez utjecaja na izgled zgrade.Ali vrlo je teško razviti solarne ćelije koje kombiniraju visoku učinkovitost s dobrom propusnošću svjetlosti.

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

Problem niske učinkovitosti rješava se korištenjem dopinga.Ali osiguravanje pravilne primjene nečistoća na materijal zahtijeva složene metode i skupu opremu.Istraživači sa Sveučilišta ITMO predložili su jeftiniju tehnologiju za stvaranje "nevidljivih" solarnih panela - onu koja koristi ionske tekućine za dopiranje materijala, što mijenja svojstva obrađenih slojeva.

„Za naše pokuse uzeli smo malu solarnu ćeliju koja se temelji na molekulama i na nju smo pričvrstili nanocijevi.Zatim smo dopirali nanocijevi pomoću ionskih vrata.Obradili smo i transportni sloj koji je odgovoran za to da naboj iz aktivnog sloja uspješno stigne do elektrode.Uspjeli smo to učiniti bez vakuumske komore i radeći u ambijentalnim uvjetima.Sve što smo trebali učiniti bilo je ispustiti malo ionske tekućine i primijeniti malo napona kako bismo proizveli potrebnu izvedbu.”, dodao je Pavel Voroshilov.

Testirajući svoju tehnologiju, znanstvenici su uspjeli značajno povećati učinkovitost 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 dopinga.