ITMO ülikooli füüsikud on avastanud uue viisi läbipaistvate materjalide kasutamisekspäikesepatareidsäilitades samal ajal nende efektiivsuse. Uus tehnoloogia põhineb dopeerimismeetoditel, mis muudavad materjalide omadusi lisandite lisamise teel, kuid ilma kallite spetsiaalsete seadmeteta.

Selle uuringu tulemused on avaldatud ajakirjas ACSApplied Materials & Interfaces („Ioonsõltuvad väikemolekulaarsed OPV-d: laengukollektorite ja transpordikihtide faasidevaheline dopeerimine“).

Üks päikeseenergia valdkonnas kõige põnevamaid väljakutseid on läbipaistvate õhukeste kilede, valgustundlike materjalide väljatöötamine. Kilet saab paigaldada tavaliste akende peale, et toota energiat ilma hoone välimust mõjutamata. Kuid päikesepatareide väljatöötamine, mis ühendavad endas kõrge efektiivsuse ja hea valguse läbilaskvuse, on väga keeruline.

„Tavapärastel õhukese kilega päikesepatareidel on läbipaistmatud metallist tagakontaktid, mis püüavad kinni rohkem valgust. Läbipaistvad päikesepatareid kasutavad valgust läbilaskvaid tagaelektroode. Sellisel juhul lähevad osa footoneid läbimisel paratamatult kaotsi, mis halvendab seadme jõudlust. Lisaks võib sobivate omadustega tagaelektroodi tootmine olla väga kulukas,“ ütleb Pavel Vorošilov, ITMO ülikooli füüsika- ja tehnikateaduste kooli teadur.

Madala efektiivsuse probleemi lahendatakse legeerimise abil. Kuid lisandite õige materjalile kandmise tagamine nõuab keerukaid meetodeid ja kallist varustust. ITMO ülikooli teadlased on pakkunud välja odavama tehnoloogia „nähtamatute” päikesepaneelide loomiseks – sellise, mis kasutab materjali legeerimiseks ioonvedelikke, mis muudab töödeldud kihtide omadusi.

„Meie katsete jaoks võtsime väikesemolekulilise päikesepatarei ja kinnitasime sellele nanotorud. Seejärel legeerisime nanotorud ioonvärava abil. Töötlesime ka transpordikihti, mis vastutab selle eest, et aktiivkihi laeng jõuaks edukalt elektroodi. Suutsime seda teha ilma vaakumkambrita ja töötades ümbritseva keskkonna tingimustes. Vajaliku jõudluse saavutamiseks pidime vaid tilgutama veidi ioonvedelikku ja rakendama väikese pinge,“ lisas Pavel Vorošilov.

Oma tehnoloogia testimisel suutsid teadlased aku efektiivsust märkimisväärselt suurendada. Teadlased usuvad, et sama tehnoloogiat saaks kasutada ka teist tüüpi päikesepatareide jõudluse parandamiseks. Nüüd plaanivad nad katsetada erinevate materjalidega ja täiustada dopingtehnoloogiat ennast.