فیزیکدانان دانشگاه ITMO روش جدیدی برای استفاده از مواد شفاف کشف کرده‌اند.سلول‌های خورشیدیاین فناوری جدید مبتنی بر روش‌های دوپینگ است که با افزودن ناخالصی‌ها، خواص مواد را بدون استفاده از تجهیزات تخصصی گران‌قیمت تغییر می‌دهند.

نتایج این تحقیق در ACSApplied Materials & Interfaces ("OPV های مولکول کوچک با دریچه یونی: دوپینگ سطحی جمع کننده های بار و لایه های انتقال") منتشر شده است.

یکی از جذاب‌ترین چالش‌ها در انرژی خورشیدی، توسعه مواد حساس به نور با لایه نازک و شفاف است. این لایه را می‌توان روی پنجره‌های معمولی قرار داد تا بدون تأثیر بر ظاهر ساختمان، انرژی تولید کند. اما توسعه سلول‌های خورشیدی که راندمان بالا را با انتقال نور خوب ترکیب می‌کنند، بسیار دشوار است.

پاول وروشیلوف، محقق دانشکده فیزیک و مهندسی دانشگاه ITMO، می‌گوید: «سلول‌های خورشیدی فیلم نازک معمولی دارای اتصالات پشتی فلزی مات هستند که نور بیشتری را جذب می‌کنند. سلول‌های خورشیدی شفاف از الکترودهای پشتی انتقال‌دهنده نور استفاده می‌کنند. در این حالت، برخی از فوتون‌ها به ناچار هنگام عبور از بین می‌روند و عملکرد دستگاه را کاهش می‌دهند. علاوه بر این، تولید یک الکترود پشتی با خواص مناسب می‌تواند بسیار گران باشد.»

مشکل راندمان پایین با استفاده از دوپینگ حل می‌شود. اما اطمینان از اینکه ناخالصی‌ها به درستی به ماده اعمال می‌شوند، نیاز به روش‌های پیچیده و تجهیزات گران‌قیمت دارد. محققان دانشگاه ITMO فناوری ارزان‌تری را برای ایجاد پنل‌های خورشیدی «نامرئی» پیشنهاد کرده‌اند - فناوری‌ای که از مایعات یونی برای دوپینگ ماده استفاده می‌کند و این امر خواص لایه‌های فرآوری شده را تغییر می‌دهد.

پاول وروشیلوف افزود: «برای آزمایش‌هایمان، یک سلول خورشیدی مبتنی بر مولکول کوچک برداشتیم و نانولوله‌ها را به آن متصل کردیم. سپس، نانولوله‌ها را با استفاده از یک گیت یونی آلاییده کردیم. همچنین لایه انتقال را که مسئول رساندن موفقیت‌آمیز بار از لایه فعال به الکترود است، پردازش کردیم. ما توانستیم این کار را بدون محفظه خلاء و تحت شرایط محیطی انجام دهیم. تنها کاری که باید انجام می‌دادیم این بود که مقداری مایع یونی را رها کنیم و ولتاژ کمی برای تولید عملکرد لازم اعمال کنیم.»

دانشمندان در آزمایش فناوری خود توانستند راندمان باتری را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. محققان معتقدند که می‌توان از همین فناوری برای بهبود عملکرد انواع دیگر سلول‌های خورشیدی استفاده کرد. اکنون آنها قصد دارند با مواد مختلف آزمایش کنند و خود فناوری دوپینگ را بهبود بخشند.