ITMO universiteto fizikai atrado naują būdą naudoti skaidrias medžiagassaulės elementųišlaikant jų efektyvumą.Naujoji technologija paremta dopingo metodais, kurie keičia medžiagų savybes pridedant priemaišų, bet nenaudojant brangios specializuotos įrangos.

Šio tyrimo rezultatai buvo paskelbti ACSApplied Materials & Interfaces ("Ion-gated small molecule OPVs: Interfacial doping of charge collectors and transport layers").

Vienas iš įspūdingiausių iššūkių saulės energijos srityje yra skaidrių plonasluoksnių šviesai jautrių medžiagų kūrimas.Plėvelė gali būti dedama ant įprastų langų, kad būtų generuojama energija, nepažeidžiant pastato išvaizdos.Tačiau labai sunku sukurti saulės elementus, kuriuose didelis efektyvumas derinamas su geru šviesos pralaidumu.

Įprasti plonasluoksniai saulės elementai turi nepermatomus metalinius galinius kontaktus, kurie sugauna daugiau šviesos.Skaidriuose saulės elementuose naudojami šviesą praleidžiantys galiniai elektrodai.Tokiu atveju kai kurie fotonai neišvengiamai prarandami, kai jie praeina, todėl pablogėja įrenginio veikimas.Be to, atitinkamų savybių galinio elektrodo gamyba gali būti labai brangi“, – sako ITMO universiteto Fizikos ir inžinerijos mokyklos mokslininkas Pavelas Vorošilovas.

Mažo efektyvumo problema išspręsta naudojant dopingą.Tačiau norint užtikrinti, kad priemaišos būtų tinkamai panaudotos medžiagai, reikalingi sudėtingi metodai ir brangi įranga.ITMO universiteto mokslininkai pasiūlė pigesnę „nematomų“ saulės baterijų kūrimo technologiją – tokią, kuri naudoja joninius skysčius medžiagai legiruoti, o tai keičia apdirbamų sluoksnių savybes.

„Savo eksperimentams paėmėme mažų molekulių saulės elementą ir prie jo pritvirtinome nanovamzdelius.Tada nanovamzdelius legiravome naudodami jonų vartus.Taip pat apdorojome transportavimo sluoksnį, kuris yra atsakingas už gaminimą. Aktyvaus sluoksnio krūvis sėkmingai pasiekia elektrodą.Mes galėjome tai padaryti be vakuuminės kameros ir dirbdami aplinkos sąlygomis.Viskas, ką turėjome padaryti, tai nuleisti šiek tiek joninio skysčio ir pritaikyti nedidelę įtampą, kad sukurtume reikiamą našumą.“, - pridūrė Pavelas Vorošilovas.

Išbandydami savo technologijas, mokslininkai sugebėjo žymiai padidinti baterijos efektyvumą.Tyrėjai mano, kad ta pati technologija galėtų būti naudojama kitų tipų saulės elementų veikimui pagerinti.Dabar jie planuoja eksperimentuoti su įvairiomis medžiagomis ir tobulinti pačią dopingo technologiją.