Eðlisfræðingar við ITMO háskólann hafa uppgötvað nýja leið til að nota gegnsæ efni ísólarselluren viðhalda skilvirkni þeirra. Nýja tæknin byggir á íblöndunaraðferðum, sem breyta eiginleikum efna með því að bæta við óhreinindum en án þess að nota dýran sérhæfðan búnað.

Niðurstöður þessarar rannsóknar hafa verið birtar í ACSApplied Materials & Interfaces („Jónstýrð smásameinda-OPV: Interfacial doping of charge collectors and transport layers“).

Ein af heillandi áskorunum í sólarorku er þróun gegnsæja þunnfilmu sem er ljósnæm. Hægt er að setja filmuna ofan á venjulega glugga til að framleiða orku án þess að hafa áhrif á útlit byggingarinnar. En það er mjög erfitt að þróa sólarsellur sem sameina mikla skilvirkni og góða ljósgegndræpi.

„Hefðbundnar þunnfilmu sólarsellur eru með ógegnsæja málmbaktengi sem fanga meira ljós. Gagnsæjar sólarsellur nota ljósleiðandi bakrafskaut. Í þessu tilfelli tapast óhjákvæmilega sumar ljóseindir þegar þær fara í gegn, sem dregur úr afköstum tækisins. Þar að auki getur það verið mjög dýrt að framleiða bakrafskaut með viðeigandi eiginleikum,“ segir Pavel Voroshilov, rannsakandi við eðlisfræði- og verkfræðideild ITMO-háskóla.

Vandamálið með lága skilvirkni er leyst með notkun efnablöndunar. En til að tryggja að óhreinindin séu rétt borin á efnið þarf flóknar aðferðir og dýran búnað. Rannsakendur við ITMO háskólann hafa lagt til ódýrari tækni til að búa til „ósýnilegar“ sólarplötur – eina sem notar jóníska vökva til að efnablönduna, sem breytir eiginleikum unnu laganna.

„Í tilraunum okkar tókum við sólarsellu úr litlum sameindum og festum nanórör við hana. Næst blönduðum við nanórörunum með jónhliði. Við unnum einnig úr flutningslaginu, sem sér um að hleðslan frá virka laginu berist að rafskautinu. Við gátum gert þetta án lofttæmisklefa og unnið við umhverfisaðstæður. Allt sem við þurftum að gera var að láta smá jónavökva falla á og beita smá spennu til að framleiða nauðsynlega afköst,“ bætti Pavel Voroshilov við.

Við prófanir á tækni sinni tókst vísindamönnum að auka skilvirkni rafhlöðunnar verulega. Rannsakendurnir telja að sömu tækni megi nota til að bæta afköst annarra gerða sólarsella. Nú hyggjast þeir gera tilraunir með mismunandi efni og bæta sjálfa íblöndunartæknina.