Физици от университета ITMO откриха нов начин за използване на прозрачни материали вслънчеви клеткикато същевременно запазват своята ефективност. Новата технология се основава на методи на легиране, които променят свойствата на материалите чрез добавяне на примеси, но без използването на скъпо специализирано оборудване.

Резултатите от това изследване са публикувани в ACSApplied Materials & Interfaces („Йонно-зависими малки молекулни фотоволтаични влакна: Междуфазово легиране на колектори на заряд и транспортни слоеве“).

Едно от най-вълнуващите предизвикателства в слънчевата енергия е разработването на прозрачни тънкослойни фоточувствителни материали. Фолиото може да се постави върху обикновени прозорци, за да генерира енергия, без да се влияе на външния вид на сградата. Но разработването на слънчеви клетки, които съчетават висока ефективност с добра пропускливост на светлината, е много трудно.

„Конвенционалните тънкослойни слънчеви клетки имат непрозрачни метални задни контакти, които улавят повече светлина. Прозрачните слънчеви клетки използват светлопропускливи задни електроди. В този случай някои фотони неизбежно се губят, докато преминават през тях, което влошава производителността на устройството. Освен това, производството на заден електрод с подходящи свойства може да бъде много скъпо“, казва Павел Ворошилов, изследовател във Физико-техническия факултет на Университета ИТМО.

Проблемът с ниската ефективност се решава чрез използване на легиране. Но осигуряването на правилното нанасяне на примесите върху материала изисква сложни методи и скъпо оборудване. Изследователи от университета ITMO предложиха по-евтина технология за създаване на „невидими“ слънчеви панели – такава, която използва йонни течности за легиране на материала, което променя свойствата на обработените слоеве.

„За нашите експерименти взехме слънчева клетка на базата на малки молекули и прикрепихме към нея нанотръби. След това легирахме нанотръбите с помощта на йонен гейт. Обработихме и транспортния слой, който е отговорен за това зарядът от активния слой да достигне успешно електрода. Успяхме да направим това без вакуумна камера и работейки при околни условия. Всичко, което трябваше да направим, беше да пуснем малко йонна течност и да приложим малко напрежение, за да постигнем необходимата производителност.“ добави Павел Ворошилов.

При тестването на технологията си, учените успяха значително да увеличат ефективността на батерията. Изследователите смятат, че същата технология може да се използва за подобряване на производителността на други видове слънчеви клетки. Сега те планират да експериментират с различни материали и да подобрят самата технология за допиране.