Fyzici z ITMO University objavili nový spôsob použitia priehľadných materiálov.solárne článkypri zachovaní ich účinnosti. Nová technológia je založená na dopovacích metódach, ktoré menia vlastnosti materiálov pridaním nečistôt, ale bez použitia drahého špecializovaného zariadenia.

Výsledky tohto výskumu boli publikované v časopise ACSApplied Materials & Interfaces („Iónmi riadené malé molekuly OPV: Medzifázové dopovanie zberačov náboja a transportných vrstiev“).

Jednou z najfascinujúcejších výziev v oblasti solárnej energie je vývoj priehľadných tenkovrstvových fotocitlivých materiálov. Fólia sa dá aplikovať na bežné okná a generovať energiu bez ovplyvnenia vzhľadu budovy. Vývoj solárnych článkov, ktoré kombinujú vysokú účinnosť s dobrou priepustnosťou svetla, je však veľmi náročný.

„Konvenčné tenkovrstvové solárne články majú nepriehľadné kovové zadné kontakty, ktoré zachytávajú viac svetla. Priehľadné solárne články používajú zadné elektródy prepúšťajúce svetlo. V tomto prípade sa niektoré fotóny pri prechode nevyhnutne strácajú, čo znižuje výkon zariadenia. Okrem toho môže byť výroba zadnej elektródy s vhodnými vlastnosťami veľmi drahá,“ hovorí Pavel Vorošilov, výskumník na Fyzikálnej a inžinierskej fakulte Univerzity ITMO.

Problém nízkej účinnosti sa rieši použitím dopovania. Zabezpečenie správneho nanášania nečistôt na materiál si však vyžaduje zložité metódy a drahé vybavenie. Výskumníci z Univerzity ITMO navrhli lacnejšiu technológiu na výrobu „neviditeľných“ solárnych panelov – takú, ktorá využíva iónové kvapaliny na dopovanie materiálu, čo mení vlastnosti spracovaných vrstiev.

„Pre naše experimenty sme vzali solárny článok na báze malých molekúl a pripojili sme k nemu nanotrubice. Následne sme nanotrubice dopovali pomocou iónovej brány. Spracovali sme aj transportnú vrstvu, ktorá je zodpovedná za to, aby sa náboj z aktívnej vrstvy úspešne dostal k elektróde. Dokázali sme to bez vákuovej komory a pri práci v okolitých podmienkach. Stačilo len kvapnúť trochu iónovej kvapaliny a priviesť malé napätie, aby sme dosiahli potrebný výkon,“ dodal Pavel Vorošilov.

Pri testovaní svojej technológie sa vedcom podarilo výrazne zvýšiť účinnosť batérie. Výskumníci sa domnievajú, že rovnaká technológia by sa dala použiť na zlepšenie výkonu iných typov solárnych článkov. Teraz plánujú experimentovať s rôznymi materiálmi a vylepšiť samotnú technológiu dopovania.