Fizycy z Uniwersytetu ITMO odkryli nowy sposób wykorzystania przezroczystych materiałówogniwa słoneczneprzy jednoczesnym zachowaniu ich wydajności.Nowa technologia opiera się na metodach domieszkowania, które zmieniają właściwości materiałów poprzez dodanie zanieczyszczeń, ale bez użycia drogiego specjalistycznego sprzętu.

Wyniki tych badań opublikowano w czasopiśmie ACSApplied Materials & Interfaces („Ion-gated small cząsteczki OPV: Interfacial doping of Charge Collectors and Transport Layers”).

Jednym z najbardziej fascynujących wyzwań w dziedzinie energii słonecznej jest rozwój przezroczystych, cienkowarstwowych materiałów światłoczułych.Folię można nakładać na zwykłe okna, aby wygenerować energię bez wpływu na wygląd budynku.Jednak opracowanie ogniw słonecznych, które łączą wysoką wydajność z dobrą przepuszczalnością światła, jest bardzo trudne.

Konwencjonalne cienkowarstwowe ogniwa słoneczne mają nieprzezroczyste metalowe styki tylne, które wychwytują więcej światła.Przezroczyste ogniwa słoneczne wykorzystują tylne elektrody przepuszczające światło.W takim przypadku część fotonów jest nieuchronnie tracona podczas przechodzenia, co pogarsza wydajność urządzenia.Co więcej, wyprodukowanie tylnej elektrody o odpowiednich właściwościach może być bardzo kosztowne” – mówi Paweł Woroszyłow, badacz w Szkole Fizyki i Inżynierii Uniwersytetu ITMO.

Problem niskiej wydajności rozwiązuje się stosując doping.Jednak zapewnienie prawidłowego nałożenia zanieczyszczeń na materiał wymaga skomplikowanych metod i drogiego sprzętu.Naukowcy z Uniwersytetu ITMO zaproponowali tańszą technologię tworzenia „niewidzialnych” paneli słonecznych – taką, która wykorzystuje ciecze jonowe do domieszkowania materiału, co zmienia właściwości przetwarzanych warstw.

„Do naszych eksperymentów wzięliśmy ogniwo słoneczne na bazie małych cząsteczek i przymocowaliśmy do niego nanorurki.Następnie domieszkowaliśmy nanorurki za pomocą bramki jonowej.Przepracowaliśmy także warstwę transportową, która odpowiada za to, że ładunek z warstwy aktywnej z powodzeniem dociera do elektrody.Udało nam się to zrobić bez komory próżniowej i pracy w warunkach otoczenia.Wszystko, co musieliśmy zrobić, to upuścić trochę cieczy jonowej i przyłożyć niewielkie napięcie, aby uzyskać niezbędną wydajność.– dodał Paweł Woroszyłow.

Testując swoją technologię, naukowcom udało się znacznie zwiększyć wydajność akumulatora.Naukowcy są przekonani, że tę samą technologię można zastosować do poprawy wydajności innych typów ogniw słonecznych.Teraz planują eksperymentować z różnymi materiałami i udoskonalać samą technologię dopingu.