Natuurkundigen van de ITMO Universiteit hebben een nieuwe manier ontdekt om transparante materialen te gebruikenzonnepanelenmet behoud van hun efficiëntie.De nieuwe technologie is gebaseerd op dopingmethoden, die de eigenschappen van materialen veranderen door onzuiverheden toe te voegen, maar zonder het gebruik van dure gespecialiseerde apparatuur.

De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in ACSApplied Materials & Interfaces (“Ion-gated small molecule OPVs: Interfacial doping of charge collectors and transport layer”).

Een van de meest fascinerende uitdagingen op het gebied van zonne-energie is de ontwikkeling van transparante, lichtgevoelige dunnefilmmaterialen.De folie kan op gewone ramen worden aangebracht om energie op te wekken zonder de uitstraling van het gebouw aan te tasten.Maar het ontwikkelen van zonnecellen die een hoog rendement combineren met een goede lichttransmissie is erg lastig.

Conventionele dunnefilmzonnecellen hebben ondoorzichtige metalen achtercontacten die meer licht opvangen.Transparante zonnecellen maken gebruik van lichtdoorlatende achterelektroden.In dit geval gaan sommige fotonen onvermijdelijk verloren tijdens het passeren, waardoor de prestaties van het apparaat afnemen.Bovendien kan het produceren van een tegenelektrode met de juiste eigenschappen erg duur zijn”, zegt Pavel Voroshilov, onderzoeker aan de School of Physics and Engineering van de ITMO Universiteit.

Het probleem van lage efficiëntie wordt opgelost door doping te gebruiken.Maar om ervoor te zorgen dat de onzuiverheden correct op het materiaal worden aangebracht, zijn complexe methoden en dure apparatuur vereist.Onderzoekers van de ITMO Universiteit hebben een goedkopere technologie voorgesteld om ‘onzichtbare’ zonnepanelen te creëren – een technologie die ionische vloeistoffen gebruikt om het materiaal te doteren, waardoor de eigenschappen van de verwerkte lagen veranderen.

“Voor onze experimenten hebben we een zonnecel op basis van kleine moleculen genomen en daar nanobuisjes aan vastgemaakt.Vervolgens hebben we de nanobuisjes gedoteerd met behulp van een ionenpoort.We hebben ook de transportlaag verwerkt, die ervoor zorgt dat de lading van de actieve laag de elektrode met succes bereikt.We konden dit doen zonder vacuümkamer en onder omgevingsomstandigheden.Het enige wat we hoefden te doen was wat ionische vloeistof laten vallen en een beetje spanning aanleggen om de nodige prestaties te leveren.' voegde Pavel Voroshilov eraan toe.

Bij het testen van hun technologie konden de wetenschappers de efficiëntie van de batterij aanzienlijk verhogen.De onderzoekers denken dat dezelfde technologie kan worden gebruikt om de prestaties van andere soorten zonnecellen te verbeteren.Nu zijn ze van plan om met verschillende materialen te experimenteren en de dopingtechnologie zelf te verbeteren.