Fysikere ved ITMO-universitetet har oppdaget en ny måte å bruke gjennomsiktige materialer på.solcellersamtidig som de opprettholder effektiviteten. Den nye teknologien er basert på dopingmetoder, som endrer materialenes egenskaper ved å tilsette urenheter, men uten bruk av dyrt spesialutstyr.

Resultatene av denne forskningen er publisert i ACSApplied Materials & Interfaces («Ionstyrte småmolekyl-OPV-er: Grensesnittdoping av ladningskollektorer og transportlag»).

En av de mest fascinerende utfordringene innen solenergi er utviklingen av gjennomsiktige tynnfilmsmaterialer som er lysfølsomme. Filmen kan påføres vanlige vinduer for å generere energi uten å påvirke bygningens utseende. Men det er svært vanskelig å utvikle solceller som kombinerer høy effektivitet med god lysgjennomgang.

Konvensjonelle tynnfilmsolceller har ugjennomsiktige metallbakkontakter som fanger opp mer lys. Gjennomsiktige solceller bruker lystransmitterende bakelektroder. I dette tilfellet går noen fotoner uunngåelig tapt når de passerer gjennom, noe som forringer enhetens ytelse. Dessuten kan det være svært dyrt å produsere en bakelektrode med passende egenskaper, sier Pavel Voroshilov, forsker ved ITMO-universitetets skole for fysikk og ingeniørfag.

Problemet med lav effektivitet løses ved bruk av doping. Men å sikre at urenhetene påføres materialet riktig krever komplekse metoder og dyrt utstyr. Forskere ved ITMO-universitetet har foreslått en billigere teknologi for å lage «usynlige» solcellepaneler – en teknologi som bruker ioniske væsker til å dope materialet, noe som endrer egenskapene til de bearbeidede lagene.

«Til eksperimentene våre tok vi en solcelle basert på små molekyler og festet nanorør til den. Deretter dopet vi nanorørene ved hjelp av en ioneport. Vi behandlet også transportlaget, som er ansvarlig for at ladningen fra det aktive laget når elektroden. Vi var i stand til å gjøre dette uten vakuumkammer og under omgivelsesforhold. Alt vi trengte å gjøre var å slippe litt ionisk væske og påføre litt spenning for å produsere den nødvendige ytelsen», la Pavel Voroshilov til.

Ved å teste teknologien sin klarte forskerne å øke batteriets effektivitet betydelig. Forskerne mener at den samme teknologien kan brukes til å forbedre ytelsen til andre typer solceller. Nå planlegger de å eksperimentere med forskjellige materialer og forbedre selve dopingteknologien.