Fizicienii de la Universitatea ITMO au descoperit o nouă modalitate de a utiliza materiale transparente în...celule solaremenținându-le în același timp eficiența. Noua tehnologie se bazează pe metode de dopare, care modifică proprietățile materialelor prin adăugarea de impurități, dar fără utilizarea unor echipamente specializate costisitoare.

Rezultatele acestei cercetări au fost publicate în ACSApplied Materials & Interfaces („OPV-uri cu molecule mici controlate de ioni: dopare interfacială a colectoarelor de sarcină și a straturilor de transport”).

Una dintre cele mai fascinante provocări în domeniul energiei solare este dezvoltarea de materiale fotosensibile transparente cu peliculă subțire. Pelicula poate fi aplicată peste ferestrele obișnuite pentru a genera energie fără a afecta aspectul clădirii. Însă dezvoltarea de celule solare care combină o eficiență ridicată cu o bună transmitanță a luminii este foarte dificilă.

„Celulele solare convenționale cu peliculă subțire au contacte metalice opace care captează mai multă lumină. Celulele solare transparente utilizează electrozi posteriori care transmit lumina. În acest caz, unii fotoni se pierd inevitabil pe măsură ce trec prin ele, degradând performanța dispozitivului. În plus, producerea unui electrod posterior cu proprietăți adecvate poate fi foarte costisitoare”, spune Pavel Voroshilov, cercetător la Școala de Fizică și Inginerie a Universității ITMO.

Problema eficienței scăzute este rezolvată prin utilizarea dopării. Însă asigurarea aplicării corecte a impurităților pe material necesită metode complexe și echipamente scumpe. Cercetătorii de la Universitatea ITMO au propus o tehnologie mai ieftină pentru a crea panouri solare „invizibile” - una care folosește lichide ionice pentru a dopa materialul, ceea ce modifică proprietățile straturilor procesate.

„Pentru experimentele noastre, am luat o celulă solară pe bază de molecule mici și i-am atașat nanotuburi. Apoi, am dopat nanotuburile folosind o poartă ionică. De asemenea, am procesat stratul de transport, care este responsabil pentru ca sarcina din stratul activ să ajungă cu succes la electrod. Am reușit să facem acest lucru fără o cameră de vid și lucrând în condiții ambientale. Tot ce a trebuit să facem a fost să picurăm puțin lichid ionic și să aplicăm puțină tensiune pentru a produce performanța necesară”, a adăugat Pavel Voroșilov.

În urma testării tehnologiei lor, oamenii de știință au reușit să crească semnificativ eficiența bateriei. Cercetătorii cred că aceeași tehnologie ar putea fi utilizată pentru a îmbunătăți performanța altor tipuri de celule solare. Acum, ei intenționează să experimenteze cu diferite materiale și să îmbunătățească tehnologia de dopare în sine.