I fisici dell'Università ITMO hanno scoperto un nuovo modo di utilizzare materiali trasparenti incelle solaripur mantenendo la loro efficienza. La nuova tecnologia si basa su metodi di drogaggio, che modificano le proprietà dei materiali aggiungendo impurità ma senza l'utilizzo di costose attrezzature specializzate.

I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati su ACSApplied Materials & Interfaces (“Ion-gated small molecule OPVs: Interfacial doping of charge collectors and transport layers”).

Una delle sfide più affascinanti nel campo dell'energia solare è lo sviluppo di materiali fotosensibili trasparenti a film sottile. Il film può essere applicato sulla superficie delle normali finestre per generare energia senza alterare l'aspetto dell'edificio. Tuttavia, sviluppare celle solari che combinino un'elevata efficienza con una buona trasmissione della luce è estremamente complesso.

Le celle solari a film sottile convenzionali hanno contatti posteriori in metallo opaco che catturano più luce. Le celle solari trasparenti utilizzano elettrodi posteriori che lasciano passare la luce. In questo caso, alcuni fotoni vengono inevitabilmente persi durante il passaggio, degradando le prestazioni del dispositivo. Inoltre, produrre un elettrodo posteriore con proprietà adeguate può essere molto costoso", afferma Pavel Voroshilov, ricercatore presso la Facoltà di Fisica e Ingegneria dell'Università ITMO.

Il problema della bassa efficienza si risolve con il drogaggio. Tuttavia, garantire che le impurità vengano applicate correttamente al materiale richiede metodi complessi e attrezzature costose. I ricercatori dell'Università ITMO hanno proposto una tecnologia più economica per creare pannelli solari "invisibili", che utilizza liquidi ionici per drogare il materiale, modificandone le proprietà degli strati lavorati.

"Per i nostri esperimenti, abbiamo preso una cella solare a base di piccole molecole e vi abbiamo attaccato dei nanotubi. Successivamente, abbiamo drogato i nanotubi utilizzando un gate ionico. Abbiamo anche elaborato lo strato di trasporto, responsabile del trasferimento della carica dallo strato attivo all'elettrodo. Siamo stati in grado di farlo senza una camera a vuoto e lavorando in condizioni ambientali. Tutto ciò che abbiamo dovuto fare è stato aggiungere del liquido ionico e applicare una piccola tensione per ottenere le prestazioni necessarie", ha aggiunto Pavel Voroshilov.

Durante i test, gli scienziati sono riusciti ad aumentare significativamente l'efficienza della batteria. I ricercatori ritengono che la stessa tecnologia potrebbe essere utilizzata per migliorare le prestazioni di altri tipi di celle solari. Ora intendono sperimentare con materiali diversi e perfezionare la tecnologia di drogaggio stessa.