فیزیکدانان دانشگاه ITMO روش جدیدی برای استفاده از مواد شفاف کشف کرده اندسلول های خورشیدیدر حالی که کارایی خود را حفظ می کنند.فناوری جدید مبتنی بر روش های دوپینگ است که با افزودن ناخالصی ها، اما بدون استفاده از تجهیزات تخصصی گران قیمت، خواص مواد را تغییر می دهد.

نتایج این تحقیق در ACSApplied Materials & Interfaces ("OPVs molecule small ion-gated: interfacial doping of charge collectors and transport layers") منتشر شده است.

یکی از جذاب ترین چالش ها در انرژی خورشیدی، توسعه مواد شفاف لایه نازک حساس به نور است.این فیلم را می توان در بالای پنجره های معمولی اعمال کرد تا انرژی تولید کند بدون اینکه بر ظاهر ساختمان تأثیر بگذارد.اما توسعه سلول های خورشیدی که کارایی بالا را با عبور نور خوب ترکیب می کنند بسیار دشوار است.

سلول های خورشیدی لایه نازک معمولی دارای تماس های پشتی فلزی مات هستند که نور بیشتری را جذب می کنند.سلول های خورشیدی شفاف از الکترودهای پشتی عبور دهنده نور استفاده می کنند.در این حالت، برخی از فوتون ها به طور اجتناب ناپذیری هنگام عبور از بین می روند و عملکرد دستگاه را کاهش می دهند.علاوه بر این، تولید یک الکترود پشتی با خواص مناسب می تواند بسیار گران باشد.

مشکل راندمان پایین با استفاده از دوپینگ حل می شود.اما حصول اطمینان از اعمال صحیح ناخالصی ها روی مواد به روش های پیچیده و تجهیزات گران قیمت نیاز دارد.محققان دانشگاه ITMO فناوری ارزان‌تری را برای ایجاد پنل‌های خورشیدی «نامرئی» پیشنهاد کرده‌اند که از مایعات یونی برای دوپ کردن مواد استفاده می‌کند که خواص لایه‌های پردازش شده را تغییر می‌دهد.

برای آزمایش‌های خود، یک سلول خورشیدی مبتنی بر مولکول کوچک برداشتیم و نانولوله‌هایی را به آن متصل کردیم.در مرحله بعد، نانولوله ها را با استفاده از یک دروازه یونی دوپ کردیم.ما همچنین لایه انتقال را پردازش کردیم که مسئول ایجاد بار از لایه فعال با موفقیت به الکترود است.ما توانستیم این کار را بدون محفظه خلاء و کار در شرایط محیطی انجام دهیم.تنها کاری که باید انجام می‌دادیم این بود که مقداری مایع یونی بریزیم و کمی ولتاژ اعمال کنیم تا عملکرد لازم را ایجاد کنیم.پاول وروشیلوف اضافه کرد.

دانشمندان در آزمایش فناوری خود توانستند کارایی باتری را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.محققان بر این باورند که می توان از همین فناوری برای بهبود عملکرد انواع دیگر سلول های خورشیدی استفاده کرد.اکنون آنها قصد دارند با مواد مختلف آزمایش کنند و خود فناوری دوپینگ را بهبود بخشند.