Fyzici z Univerzity ITMO objevili nový způsob využití průhledných materiálů.solární článkypři zachování jejich účinnosti. Nová technologie je založena na dopovacích metodách, které mění vlastnosti materiálů přidáním nečistot, ale bez použití drahého specializovaného zařízení.

Výsledky tohoto výzkumu byly publikovány v časopise ACSApplied Materials & Interfaces („Iontově řízené malé molekuly OPV: Mezifázové dopování sběračů náboje a transportních vrstev“).

Jednou z nejzajímavějších výzev v oblasti solární energie je vývoj průhledných tenkovrstvých fotocitlivých materiálů. Fólie může být aplikována na běžná okna a vyrábět energii, aniž by to ovlivnilo vzhled budovy. Vývoj solárních článků, které kombinují vysokou účinnost s dobrou propustností světla, je však velmi obtížný.

„Konvenční tenkovrstvé solární články mají neprůhledné kovové zadní kontakty, které zachycují více světla. Průhledné solární články používají světlo propouštějící zadní elektrody. V tomto případě se některé fotony při průchodu nevyhnutelně ztratí, což snižuje výkon zařízení. Výroba zadní elektrody s vhodnými vlastnostmi může být navíc velmi drahá,“ říká Pavel Vorošilov, výzkumník na Fyzikální a inženýrské fakultě Univerzity ITMO.

Problém nízké účinnosti se řeší použitím dopování. Zajištění správného nanášení nečistot na materiál však vyžaduje složité metody a drahé vybavení. Výzkumníci z Univerzity ITMO navrhli levnější technologii pro výrobu „neviditelných“ solárních panelů – technologii, která k dopování materiálu využívá iontové kapaliny, což mění vlastnosti zpracovávaných vrstev.

„Pro naše experimenty jsme vzali solární článek na bázi malých molekul a připojili k němu nanotrubice. Následně jsme nanotrubice dopovali pomocí iontové brány. Zpracovali jsme také transportní vrstvu, která je zodpovědná za to, aby se náboj z aktivní vrstvy úspěšně dostal k elektrodě. Toho jsme byli schopni dosáhnout bez vakuové komory a za okolních podmínek. Stačilo jen nanést trochu iontové kapaliny a přivést malé napětí, abychom dosáhli potřebného výkonu,“ dodal Pavel Vorošilov.

Při testování své technologie se vědcům podařilo výrazně zvýšit účinnost baterie. Výzkumníci se domnívají, že stejná technologie by mohla být použita ke zlepšení výkonu jiných typů solárních článků. Nyní plánují experimentovat s různými materiály a vylepšit samotnou technologii dopingu.