Natuurkundigen van ITMO University hebben een toegankelijke methode ontdekt die het mogelijk maakt om transparante materialen voor zonnecellen te gebruiken met behoud van hun efficiëntie. De nieuwe technologie is gebaseerd op de dopingmethode - het wijzigen van eigenschappen van materialen door onzuiverheden toe te voegen - maar zonder het gebruik van dure speciale apparatuur. De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in ACS toegepaste materialen en interfaces .

Een van de meest intrigerende uitdagingen op het gebied van zonne-energie is de ontwikkeling van transparante dunne film fotoactieve materialen. Zo'n film kan op gewone ramen worden aangebracht om energie te produceren zonder het uiterlijk van een gebouw aan te tasten. Maar het is best lastig om zonnecellen te ontwikkelen die een hoog rendement combineren met een goede lichtdoorlatendheid.

“Gewone dunne-film zonnecellen hebben een niet-transparant metalen achtercontact waardoor ze meer licht kunnen opvangen. Transparante zonnecellen gebruiken een lichtdoorlatende achterelektrode. sommige fotonen gaan onvermijdelijk verloren bij het passeren, waardoor de prestaties van de apparaten afnemen. Daarnaast, het produceren van een achterelektrode met de juiste eigenschappen kan behoorlijk duur zijn, " zegt Pavel Voroshilov, een onderzoeker aan de faculteit Natuurkunde en Engineering van de ITMO University.

Het probleem van lage efficiëntie wordt opgelost met het gebruik van doping. Maar om ervoor te zorgen dat de onzuiverheden correct op het materiaal worden aangebracht, zijn complexe benaderingen en dure apparatuur vereist. Onderzoekers van de ITMO University hebben een goedkopere technologie voorgesteld voor het maken van "onzichtbare" zonnepanelen - een technologie die materialen doopt met behulp van een ionische vloeistof die de eigenschappen van de verwerkte laag verandert.

"Voor onze experimenten, we namen een zonnecel op basis van kleine moleculen en bevestigden er nanobuisjes aan. Volgende, we hebben nanobuisjes gedoteerd met behulp van een ionenpoort. We hebben ook de transportlaag verwerkt, die ervoor zorgt dat een lading van de actieve laag de elektrode met succes bereikt. We waren in staat om dit te doen zonder vacuümkamers en werken in omgevingscondities. We hoefden alleen maar wat ionische vloeistof te druppelen en een lichte spanning aan te brengen om de nodige eigenschappen te creëren, ", voegt Pavel Voroshilov toe.

Tijdens het testen van hun technologie, de wetenschappers waren in staat om de efficiëntie van de cel aanzienlijk te verhogen. De onderzoekers denken dat dezelfde techniek kan worden gebruikt om de prestaties van andere soorten zonnecellen te verbeteren. Nutsvoorzieningen, ze zijn van plan om met verschillende materialen te experimenteren en de dopingtechnologie zelf te verbeteren.