I fisici dell'Università ITMO hanno scoperto un metodo accessibile che consente di utilizzare materiali trasparenti per le celle solari preservandone l'efficienza. La nuova tecnologia si basa sul metodo del drogaggio, la modifica delle proprietà dei materiali mediante l'aggiunta di impurità, ma senza l'uso di costose attrezzature speciali. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati in Materiali e interfacce applicati ACS .

Una delle sfide più intriganti nell'energia solare è lo sviluppo di materiali fotoattivi trasparenti a film sottile. Tale pellicola potrebbe essere applicata sopra le normali finestre per produrre energia senza alterare l'aspetto esterno di un edificio. Ma è abbastanza difficile sviluppare celle solari che combinino un'elevata efficienza con una buona trasmissione della luce.

"Le normali celle solari a film sottile hanno un contatto posteriore in metallo non trasparente che consente loro di intrappolare più luce. Le celle solari trasparenti utilizzano un elettrodo posteriore che permea la luce. In tal caso, alcuni dei fotoni vengono inevitabilmente persi durante il passaggio, riducendo così le prestazioni dei dispositivi. Oltretutto, produrre un elettrodo posteriore con le giuste proprietà può essere piuttosto costoso, "dice Pavel Voroshilov, ricercatore presso la Facoltà di Fisica e Ingegneria dell'Università ITMO.

Il problema della bassa efficienza viene risolto con l'uso del doping. Ma garantire che le impurità vengano applicate correttamente sul materiale richiede approcci complessi e attrezzature costose. I ricercatori dell'Università ITMO hanno suggerito una tecnologia più economica per la creazione di pannelli solari "invisibili", uno che droga i materiali utilizzando un liquido ionico che modifica le proprietà dello strato lavorato.

"Per i nostri esperimenti, abbiamo preso una cella solare basata su piccole molecole e vi abbiamo attaccato dei nanotubi. Prossimo, abbiamo drogato i nanotubi usando una porta ionica. Abbiamo anche elaborato il livello di trasporto, che è responsabile di consentire a una carica dello strato attivo di raggiungere con successo l'elettrodo. Siamo stati in grado di farlo senza camere a vuoto e lavorando in condizioni ambientali. Tutto quello che dovevamo fare era gocciolare del liquido ionico e applicare una leggera tensione per creare le proprietà necessarie, " aggiunge Pavel Voroshilov.

Durante il test della loro tecnologia, gli scienziati sono stati in grado di aumentare significativamente l'efficienza della cellula. I ricercatori ritengono che la stessa tecnica potrebbe essere utilizzata per migliorare le prestazioni di altri tipi di celle solari. Ora, hanno in programma di sperimentare materiali diversi e migliorare la stessa tecnologia antidoping.