Российские ученые нашли способ повысить эффективность прозрачных солнечных батарей. Метод основан на легировании ионной жидкостью. Исследование опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
Главное преимущество прозрачных тонкопленочных фотоактивных материалов заключается в том, что их можно наклеить на обычное окно, в результате чего получится генератор энергии. При этом внешний облик здания никак не будет изменен. Такие пленки могли бы быть незаменимы в исторических районах городов, поэтому их разработка сегодня является одним из важных направлений солнечной энергетики. Однако сложно создать солнечные элементы, в которых бы сочетались высокая эффективность и хорошая светопроницаемость.
«У обычных тонкопленочных солнечных батарей есть непрозрачный металлический задний контакт, позволяющий дополнительно захватить больше света в структуре. В прозрачных солнечных элементах используют светопропускающий задний электрод. В этом случае часть фотонов неизбежно теряется на пропускание, поэтому и КПД у них намного ниже. Кроме того, изготовление заднего электрода с необходимыми характеристиками обходится дорого», — рассказал один из авторов исследования, научный сотрудник Нового Физтеха Университета ИТМО Павел Ворошилов.
Повысить эффективность материала можно с помощью легирования, то есть добавления примесей. Однако, чтобы примеси правильно «прилипли» к нужному материалу, необходимо дорогостоящее оборудование и сложные подходы. Но российские ученые из Университета ИТМО предложили новую, более доступную технологию получения прозрачных солнечных панелей. В ее основе лежит использование ионной жидкости для легирования материалов.
«Для своих опытов мы взяли солнечный элемент на основе малых молекул, на который нанесли нанотрубки в качестве прозрачного электрода. Далее легировали покрытие из нанотрубок при помощи ионного затвора. Обработке подвергся и транспортный слой, который отвечает за то, чтобы заряд из активного слоя успешно достиг электрода. Нам удалось обойтись без вакуумных камер, работали в воздушной атмосфере. Нужно было просто капнуть ионной жидкостью и подать немного напряжения, чтобы получить необходимые свойства», — пояснил Ворошилов.
Проверка технологии на практике показала, что эффективность батареи повысилась в несколько раз. Ученые предполагают, что подобным образом можно улучшить свойства и других солнечных элементов. В дальнейшем исследователи собираются экспериментировать с разными материалами и совершенствовать саму технологию легирования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
