Fysikere ved ITMO Universitet har opdaget en ny måde at bruge transparente materialer påsolcellersamtidig med at de bevarer deres effektivitet. Den nye teknologi er baseret på dopingmetoder, som ændrer materialers egenskaber ved at tilsætte urenheder, men uden brug af dyrt specialudstyr.

Resultaterne af denne forskning er blevet offentliggjort i ACSApplied Materials & Interfaces (“Ion-gated small molecule OPVs: Interfacial doping of charge collectors and transport layers”).

En af de mest fascinerende udfordringer inden for solenergi er udviklingen af ​​transparente tyndfilmsmaterialer, der er lysfølsomme. Filmen kan påføres almindelige vinduer for at generere energi uden at påvirke bygningens udseende. Men det er meget vanskeligt at udvikle solceller, der kombinerer høj effektivitet med god lysgennemgang.

Konventionelle tyndfilmssolceller har uigennemsigtige metalbagkontakter, der indfanger mere lys. Transparente solceller bruger lystransmitterende bagelektroder. I dette tilfælde går nogle fotoner uundgåeligt tabt, når de passerer igennem, hvilket forringer enhedens ydeevne. Desuden kan det være meget dyrt at producere en bagelektrode med passende egenskaber,” siger Pavel Voroshilov, forsker ved ITMO Universitets School of Physics and Engineering.

Problemet med lav effektivitet løses ved hjælp af doping. Men at sikre, at urenhederne påføres korrekt på materialet kræver komplekse metoder og dyrt udstyr. Forskere ved ITMO University har foreslået en billigere teknologi til at skabe "usynlige" solpaneler – en teknologi, der bruger ioniske væsker til at dope materialet, hvilket ændrer egenskaberne af de bearbejdede lag.

"Til vores eksperimenter tog vi en solcelle baseret på et lille molekyle og fastgjorde nanorør til den. Dernæst doterede vi nanorørene ved hjælp af en iongate. Vi behandlede også transportlaget, som er ansvarligt for, at ladningen fra det aktive lag når elektroden. Vi var i stand til at gøre dette uden et vakuumkammer og under omgivende forhold. Alt, hvad vi skulle gøre, var at dryppe noget ionisk væske og påføre en lille smule spænding for at producere den nødvendige ydeevne," tilføjede Pavel Voroshilov.

Ved at teste deres teknologi var forskerne i stand til at øge batteriets effektivitet betydeligt. Forskerne mener, at den samme teknologi kan bruges til at forbedre ydeevnen af ​​andre typer solceller. Nu planlægger de at eksperimentere med forskellige materialer og forbedre selve doteringsteknologien.