Fiziki na Univerzi ITMO so odkrili nov način uporabe prozornih materialov vsončne celicehkrati pa ohranjajo svojo učinkovitost. Nova tehnologija temelji na metodah dopiranja, ki spreminjajo lastnosti materialov z dodajanjem nečistoč, vendar brez uporabe drage specializirane opreme.

Rezultati te raziskave so bili objavljeni v reviji ACSApplied Materials & Interfaces (»Ionsko odvisni majhni molekularni fotonapetostni polimeri: medfazno dopiranje zbiralnikov naboja in transportnih plasti«).

Eden najbolj fascinantnih izzivov na področju sončne energije je razvoj prozornih tankoslojnih fotoobčutljivih materialov. Folijo je mogoče namestiti na vrh običajnih oken za proizvodnjo energije, ne da bi to vplivalo na videz stavbe. Vendar pa je razvoj sončnih celic, ki združujejo visoko učinkovitost z dobro prepustnostjo svetlobe, zelo težaven.

»Običajne tankoplastne sončne celice imajo neprozorne kovinske zadnje kontakte, ki zajamejo več svetlobe. Prozorne sončne celice uporabljajo zadnje elektrode, ki prepuščajo svetlobo. V tem primeru se nekateri fotoni neizogibno izgubijo, ko prehajajo skoznje, kar poslabša delovanje naprave. Poleg tega je lahko izdelava zadnje elektrode z ustreznimi lastnostmi zelo draga,« pravi Pavel Vorošilov, raziskovalec na Fakulteti za fiziko in inženirstvo Univerze ITMO.

Problem nizke učinkovitosti se rešuje z uporabo dopiranja. Vendar pa zagotavljanje pravilnega nanosa nečistoč na material zahteva kompleksne metode in drago opremo. Raziskovalci na Univerzi ITMO so predlagali cenejšo tehnologijo za izdelavo "nevidnih" sončnih panelov – tehnologijo, ki za dopiranje materiala uporablja ionske tekočine, kar spremeni lastnosti obdelanih plasti.

»Za naše poskuse smo vzeli sončno celico na osnovi majhnih molekul in nanjo pritrdili nanocevke. Nato smo nanocevke dopirali z ionskim vrati. Obdelali smo tudi transportno plast, ki je odgovorna za to, da naboj iz aktivne plasti uspešno doseže elektrodo. To smo lahko storili brez vakuumske komore in pri delu v okoljskih pogojih. Vse, kar smo morali storiti, je bilo, da smo spustili nekaj ionske tekočine in uporabili majhno napetost, da smo dosegli potrebno zmogljivost,« je dodal Pavel Vorošilov.

Pri testiranju svoje tehnologije so znanstveniki lahko znatno povečali učinkovitost baterije. Raziskovalci verjamejo, da bi se ista tehnologija lahko uporabila za izboljšanje delovanja drugih vrst sončnih celic. Zdaj nameravajo eksperimentirati z različnimi materiali in izboljšati samo tehnologijo dopiranja.