Un team internazionale di scienziati guidati da ricercatori del Laboratorio di nanomateriali presso lo Skoltech Center for Photonics and Quantum Materials (CPQM) ha progettato razionalmente un nuovo conduttore trasparente flessibile di tipo p utilizzando nanotubi di carbonio a parete singola. Questo apre nuove strade per le sue applicazioni nell'optoelettronica di prossima generazione e nelle tecnologie energetiche. I risultati dello studio sono stati pubblicati in Nano energia .

La maggior parte dei dispositivi ottici ed elettronici incontrati quotidianamente sono costituiti da conduttori trasparenti. Però, tutti i conduttori trasparenti attualmente disponibili sono semiconduttori di tipo n, limitando così il progresso tecnologico. L'emergere di nanotubi di carbonio come conduttori trasparenti di tipo p è stato promettente. Il suo ulteriore sviluppo sarà estremamente strumentale per varie tecnologie optoelettroniche e energetiche.

Il team Skoltech insieme ai suoi partner della Aalto University (Finlandia), Il DLR Institute of Networked Energy Systems (Germania) e la Tallinn University of Technology (Estonia) hanno utilizzato questo conduttore trasparente di tipo p di nuova concezione nelle celle solari. "Abbiamo scoperto l'uso di sottili strati multicomponente e l'introduzione di fibre di nanotubi di carbonio in un notevole miglioramento nello sviluppo del conduttore trasparente di tipo p. Inoltre, le fibre di nanotubi di carbonio da sole possono essere utilizzate in sostituzione dei tradizionali contatti metallici. Però, il risultato più affascinante sono state le celle solari fabbricate a temperatura ambiente utilizzando il conduttore trasparente di tipo p sviluppato e silicio amorfo, che sono classificati appositamente come dispositivi ibridi e producono un'efficienza di conversione della potenza record (efficienza di conversione della luce solare in elettricità) dell'8,8 percento. Si tratta di un effettivo aumento del 16% rispetto alle tradizionali celle solari in silicio amorfo, evidenziando così l'efficacia del conduttore trasparente di tipo p sviluppato. Siamo passati dall'1,6% e 3,4% iniziali riportati in precedenza rispettivamente nel 2016 e 2018 all'8,8% nel 2019 utilizzando il nostro conduttore trasparente di tipo p di nuova concezione per tali celle solari ibride a film sottile, " dice il primo autore dello studio e Ph.D. Student presso Skoltech, Pramod M. Rajanna.

"Abbiamo sviluppato un conduttore trasparente di tipo p con una resistenza del foglio all'avanguardia di 17 Ω/sq con una trasmittanza del 90 percento nel mezzo dello spettro visibile e un alto grado di flessibilità meccanica. Il nuovo sviluppato conduttore è certamente rivoluzionario per varie applicazioni di nanotubi di carbonio a parete singola.Prevediamo che questo aprirà nuove strade per la sua applicazione in tecnologie diffuse come l'optoelettronica, fotonica ed energia, " spiega Albert Nasibulin, Professore di RAS e Responsabile del Laboratorio di Nanomateriali di Skoltech.