Фізики з Університету ІТМО відкрили новий спосіб використання прозорих матеріалівсонячні елементипри збереженні їх ефективності.Нова технологія базується на методах легування, які змінюють властивості матеріалів шляхом додавання домішок, але без використання дорогого спеціалізованого обладнання.

Результати цього дослідження були опубліковані в ACSApplied Materials & Interfaces («Ion-gated small molecule OPVs: Interfacial doping of charge collectors and transport layers»).

Одним із найцікавіших завдань у сонячній енергетиці є розробка прозорих тонкоплівкових фоточутливих матеріалів.Плівку можна наклеїти поверх звичайних вікон, щоб генерувати енергію без шкоди зовнішньому вигляду будівлі.Але розробити сонячні батареї, які поєднують високу ефективність із хорошою пропускною здатністю світла, дуже важко.

Звичайні тонкоплівкові сонячні елементи мають непрозорі металеві тильні контакти, які вловлюють більше світла.Прозорі сонячні батареї використовують зворотні електроди, що пропускають світло.У цьому випадку деякі фотони неминуче втрачаються під час проходження, що погіршує продуктивність пристрою.Крім того, виробництво заднього електрода з відповідними властивостями може бути дуже дорогим», — говорить Павло Ворошилов, науковий співробітник Школи фізики та інженерії Університету ІТМО.

Проблема низької ефективності вирішується за допомогою легування.Але для забезпечення правильного нанесення домішок на матеріал потрібні складні методи та дороге обладнання.Дослідники з Університету ІТМО запропонували більш дешеву технологію створення «невидимих» сонячних панелей, яка використовує іонні рідини для легування матеріалу, що змінює властивості оброблених шарів.

«Для наших експериментів ми взяли маленьку сонячну батарею на основі молекул і прикріпили до неї нанотрубки.Потім ми легували нанотрубки за допомогою іонного затвора.Ми також обробили транспортний шар, який відповідає за те, щоб заряд з активного шару успішно досягав електрода.Ми змогли зробити це без вакуумної камери і працюючи в умовах навколишнього середовища.Все, що нам потрібно було зробити, це капнути трохи іонної рідини та застосувати невелику напругу, щоб отримати необхідну продуктивність.”, – додав Павло Ворошилов.

Випробовуючи свою технологію, вчені змогли значно підвищити ефективність батареї.Дослідники вважають, що ту ж технологію можна використовувати для покращення продуктивності інших типів сонячних батарей.Тепер вони планують експериментувати з різними матеріалами та вдосконалювати саму технологію допінгу.