Физики Университета ИТМО открыли новый способ использования прозрачных материалов всолнечные батареисохраняя при этом свою эффективность.Новая технология основана на методах легирования, которые изменяют свойства материалов за счет добавления примесей, но без использования дорогостоящего специализированного оборудования.

Результаты этого исследования были опубликованы в журнале ACSApplied Materials & Interfaces («Ионно-управляемые малые молекулы OPV: межфазное легирование коллекторов заряда и транспортных слоев»).

Одной из наиболее интересных задач в области солнечной энергетики является разработка прозрачных тонкопленочных светочувствительных материалов.Пленку можно наносить поверх обычных окон для выработки энергии, не влияя при этом на внешний вид здания.Но разработать солнечные элементы, сочетающие высокую эффективность с хорошим светопропусканием, очень сложно.

Обычные тонкопленочные солнечные элементы имеют непрозрачные металлические задние контакты, которые улавливают больше света.В прозрачных солнечных элементах используются задние светопропускающие электроды.В этом случае некоторые фотоны неизбежно теряются при прохождении, ухудшая производительность устройства.Кроме того, изготовление заднего электрода с соответствующими свойствами может оказаться очень дорогим», — говорит Павел Ворошилов, научный сотрудник Физико-технического факультета Университета ИТМО.

Проблема низкой эффективности решается с помощью легирования.Но обеспечение правильного нанесения примесей на материал требует сложных методов и дорогостоящего оборудования.Исследователи Университета ИТМО предложили более дешевую технологию создания «невидимых» солнечных панелей — технологию, в которой для легирования материала используются ионные жидкости, изменяющие свойства обрабатываемых слоев.

«Для наших экспериментов мы взяли небольшой солнечный элемент на основе молекул и прикрепили к нему нанотрубки.Затем мы легировали нанотрубки с помощью ионного затвора.Мы также обработали транспортный уровень, который отвечает за то, чтобы заряд активного слоя успешно достиг электрода.Нам удалось сделать это без вакуумной камеры и при работе в условиях окружающей среды.Все, что нам нужно было сделать, это капнуть немного ионной жидкости и подать небольшое напряжение, чтобы добиться необходимой производительности.- добавил Павел Ворошилов.

Испытывая свою технологию, ученые смогли значительно повысить эффективность батареи.Исследователи полагают, что ту же технологию можно использовать для улучшения производительности других типов солнечных элементов.Теперь они планируют экспериментировать с разными материалами и совершенствовать саму технологию допинга.