ITMO Üniversitesi'ndeki fizikçiler, şeffaf malzemeleri kullanmanın yeni bir yolunu keşfettiler.güneş hücreleriVerimliliklerini korurken. Yeni teknoloji, pahalı özel ekipman kullanmadan, safsızlık ekleyerek malzemelerin özelliklerini değiştiren doping yöntemlerine dayanmaktadır.

Bu araştırmanın sonuçları ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde yayımlandı (“İyon kontrollü küçük moleküllü OPV'ler: Şarj toplayıcıların ve taşıma katmanlarının arayüzey dopingi”).

Güneş enerjisi alanındaki en ilgi çekici zorluklardan biri, şeffaf ince film ışığa duyarlı malzemelerin geliştirilmesidir. Bu film, binanın görünümünü etkilemeden enerji üretmek için sıradan pencerelerin üzerine uygulanabilir. Ancak yüksek verimliliği iyi ışık geçirgenliğiyle birleştiren güneş hücreleri geliştirmek çok zordur.

Geleneksel ince film güneş pillerinde, daha fazla ışık yakalayan opak metal arka kontaklar bulunur. Şeffaf güneş pillerinde ise ışık geçiren arka elektrotlar kullanılır. Bu durumda, bazı fotonlar geçerken kaçınılmaz olarak kaybolur ve bu da cihazın performansını düşürür. Dahası, uygun özelliklere sahip bir arka elektrot üretmek çok pahalı olabilir," diyor ITMO Üniversitesi Fizik ve Mühendislik Fakültesi araştırmacısı Pavel Voroshilov.

Düşük verimlilik sorunu, katkılama kullanılarak çözülür. Ancak safsızlıkların malzemeye doğru şekilde uygulanması karmaşık yöntemler ve pahalı ekipman gerektirir. ITMO Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, iyonik sıvıları kullanarak malzemeyi katkılayan ve işlenmiş katmanların özelliklerini değiştiren, daha ucuz bir "görünmez" güneş paneli teknolojisi önerdiler.

“Deneylerimiz için küçük molekül bazlı bir güneş pili aldık ve üzerine nanotüpler bağladık. Ardından, iyon kapısı kullanarak nanotüpleri katkıladık. Ayrıca, aktif katmandan gelen yükün elektroda başarılı bir şekilde ulaşmasını sağlayan taşıma katmanını da işledik. Bunu vakum odası olmadan ve ortam koşullarında çalışarak yapabildik. Tek yapmamız gereken biraz iyonik sıvı damlatmak ve gerekli performansı elde etmek için biraz voltaj uygulamaktı.” diye ekledi Pavel Voroshilov.

Bilim insanları teknolojilerini test ederken, pilin verimliliğini önemli ölçüde artırmayı başardılar. Araştırmacılar, aynı teknolojinin diğer güneş pili türlerinin performansını iyileştirmek için de kullanılabileceğine inanıyor. Şimdi farklı malzemelerle deneyler yapmayı ve doping teknolojisinin kendisini geliştirmeyi planlıyorlar.