Des physiciens de l'Université ITMO ont découvert une méthode accessible qui permet d'utiliser des matériaux transparents pour les cellules solaires tout en préservant leur efficacité. La nouvelle technologie est basée sur la méthode du dopage - la modification des propriétés des matériaux par l'ajout d'impuretés - mais sans l'utilisation d'équipements spéciaux coûteux. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Matériaux et interfaces appliqués ACS .

L'un des défis les plus intrigants de l'énergie solaire est le développement de matériaux photoactifs transparents à couche mince. Un tel film pourrait être appliqué sur des fenêtres ordinaires pour produire de l'énergie sans affecter l'apparence extérieure d'un bâtiment. Mais il est assez difficile de développer des cellules solaires qui combineraient un rendement élevé avec une bonne transmission lumineuse.

« Les cellules solaires à couche mince ordinaires ont un contact arrière en métal non transparent qui leur permet de piéger plus de lumière. Les cellules solaires transparentes utilisent une électrode arrière perméable à la lumière. Dans ce cas, certains des photons sont inévitablement perdus lors du passage, réduisant ainsi les performances des appareils. Outre, produire une contre-électrode avec les bonnes propriétés peut être assez coûteux, " dit Pavel Vorochilov, chercheur à la Faculté de physique et d'ingénierie de l'Université ITMO.

Le problème de la faible efficacité est résolu avec l'utilisation du dopage. Mais s'assurer que les impuretés sont correctement appliquées sur le matériau nécessite des approches complexes et des équipements coûteux. Des chercheurs de l'Université ITMO ont suggéré une technologie moins chère pour la création de panneaux solaires « invisibles », une technologie qui dope les matériaux à l'aide d'un liquide ionique qui modifie les propriétés de la couche traitée.

"Pour nos expériences, nous avons pris une cellule solaire à base de petites molécules et y avons attaché des nanotubes. Prochain, nous avons dopé des nanotubes à l'aide d'une grille ionique. Nous avons également traité la couche de transport, qui est responsable de permettre à une charge de la couche active d'atteindre avec succès l'électrode. Nous avons pu le faire sans chambres à vide et en travaillant dans des conditions ambiantes. Tout ce que nous avions à faire était de dribbler du liquide ionique et d'appliquer une légère tension afin de créer les propriétés nécessaires, " ajoute Pavel Vorochilov.

En testant leur technologie, les scientifiques ont pu augmenter considérablement l'efficacité de la cellule. Les chercheurs pensent que la même technique pourrait être utilisée pour améliorer les performances d'autres types de cellules solaires. Maintenant, ils prévoient d'expérimenter différents matériaux et d'améliorer la technologie de dopage elle-même.