ITMO universitātes fiziķi ir atklājuši jaunu veidu, kā izmantot caurspīdīgus materiālus.saules baterijasvienlaikus saglabājot to efektivitāti. Jaunā tehnoloģija ir balstīta uz dopinga metodēm, kas maina materiālu īpašības, pievienojot piemaisījumus, bet neizmantojot dārgu specializētu aprīkojumu.

Šī pētījuma rezultāti ir publicēti žurnālā ACSApplied Materials & Interfaces (“Jonu aktivēti mazo molekulu organiskie fotoelektriskie elementi: lādiņu kolektoru un transporta slāņu starpfāžu dopings”).

Viens no aizraujošākajiem izaicinājumiem saules enerģijas jomā ir caurspīdīgu, plānslāņu gaismjutīgu materiālu izstrāde. Plēvi var uzklāt uz parastajiem logiem, lai ražotu enerģiju, neietekmējot ēkas izskatu. Taču ir ļoti grūti izstrādāt saules baterijas, kas apvieno augstu efektivitāti ar labu gaismas caurlaidību.

"Parastajām plānplēves saules baterijām ir necaurspīdīgi metāla aizmugurējie kontakti, kas uztver vairāk gaismas. Caurspīdīgās saules baterijas izmanto gaismu caurlaidīgus aizmugurējos elektrodus. Šajā gadījumā daži fotoni neizbēgami tiek zaudēti, tiem izejot cauri, pasliktinot ierīces veiktspēju. Turklāt aizmugurējā elektroda ar atbilstošām īpašībām izgatavošana var būt ļoti dārga," saka Pāvels Vorošilovs, ITMO Universitātes Fizikas un inženierzinātņu skolas pētnieks.

Zemās efektivitātes problēma tiek atrisināta, izmantojot dopingu. Taču, lai nodrošinātu, ka piemaisījumi tiek pareizi uzklāti uz materiāla, ir nepieciešamas sarežģītas metodes un dārgs aprīkojums. ITMO universitātes pētnieki ir ierosinājuši lētāku tehnoloģiju "neredzamu" saules paneļu izveidei – tādu, kas materiāla dopēšanai izmanto jonu šķidrumus, kas maina apstrādāto slāņu īpašības.

"Mūsu eksperimentiem mēs paņēmām uz mazām molekulām balstītu saules bateriju un piestiprinājām tai nanocaurules. Pēc tam mēs leģējām nanocaurules, izmantojot jonu vārtus. Mēs arī apstrādājām transporta slāni, kas ir atbildīgs par to, lai lādiņš no aktīvā slāņa veiksmīgi sasniegtu elektrodu. Mēs to varējām izdarīt bez vakuuma kameras un strādājot apkārtējās vides apstākļos. Viss, kas mums jādara, bija pilināt nedaudz jonu šķidruma un pielietot nelielu spriegumu, lai iegūtu nepieciešamo veiktspēju," piebilda Pāvels Vorošilovs.

Testējot savu tehnoloģiju, zinātniekiem izdevās ievērojami palielināt akumulatora efektivitāti. Pētnieki uzskata, ka šo pašu tehnoloģiju varētu izmantot, lai uzlabotu cita veida saules bateriju veiktspēju. Tagad viņi plāno eksperimentēt ar dažādiem materiāliem un uzlabot pašu dopinga tehnoloģiju.