Fysiker vid ITMO University har upptäckt ett nytt sätt att använda transparenta material isolcellersamtidigt som de behåller sin effektivitet.Den nya tekniken bygger på dopningsmetoder, som förändrar materialens egenskaper genom att tillföra föroreningar men utan användning av dyr specialiserad utrustning.

Resultaten av denna forskning har publicerats i ACSApplied Materials & Interfaces (“Ion-gated small molecule OPVs: Interfacial doping of charge collectors and transport layers”).

En av de mest fascinerande utmaningarna inom solenergi är utvecklingen av transparenta tunnfilmsljuskänsliga material.Filmen kan appliceras ovanpå vanliga fönster för att generera energi utan att påverka byggnadens utseende.Men att utveckla solceller som kombinerar hög effektivitet med bra ljusgenomsläpplighet är mycket svårt.

Konventionella tunnfilmssolceller har ogenomskinliga metallbakkontakter som fångar upp mer ljus.Transparenta solceller använder ljustransmitterande bakelektroder.I det här fallet går vissa fotoner oundvikligen förlorade när de passerar igenom, vilket försämrar enhetens prestanda.Dessutom kan det vara mycket dyrt att tillverka en bakelektrod med lämpliga egenskaper”, säger Pavel Voroshilov, forskare vid ITMO Universitys School of Physics and Engineering.

Problemet med låg effektivitet löses genom att använda dopning.Men att säkerställa att föroreningarna appliceras korrekt på materialet kräver komplexa metoder och dyr utrustning.Forskare vid ITMO University har föreslagit en billigare teknik för att skapa "osynliga" solpaneler - en som använder joniska vätskor för att dopa materialet, vilket förändrar egenskaperna hos de bearbetade lagren.

”För våra experiment tog vi en liten molekylbaserad solcell och fäste nanorör på den.Därefter dopade vi nanorören med hjälp av en jonport.Vi bearbetade också transportlagret, som är ansvarigt för att laddningen från det aktiva lagret lyckas nå elektroden.Vi kunde göra detta utan vakuumkammare och arbeta under omgivande förhållanden.Allt vi behövde göra var att tappa lite jonisk vätska och lägga på lite spänning för att producera den nödvändiga prestandan.” lade Pavel Voroshilov till.

Genom att testa sin teknik kunde forskarna öka batteriets effektivitet avsevärt.Forskarna tror att samma teknik skulle kunna användas för att förbättra prestandan hos andra typer av solceller.Nu planerar de att experimentera med olika material och förbättra själva dopningstekniken.