פיזיקאים באוניברסיטת ITMO גילו דרך חדשה להשתמש בחומרים שקופים ב...תאים סולארייםתוך שמירה על יעילותן. הטכנולוגיה החדשה מבוססת על שיטות סימום, אשר משנות את תכונות החומרים על ידי הוספת זיהומים אך ללא שימוש בציוד מיוחד ויקר.

תוצאות מחקר זה פורסמו ב-ACSApplied Materials & Interfaces ("יון-געטד מולקולות קטנות OPV: סימום בין-פני של אספני מטען ושכבות הובלה").

אחד האתגרים המרתקים ביותר באנרגיה סולארית הוא פיתוח חומרים שקופים בעלי שכבה דקה ורגישים לאור. ניתן להניח את הסרט על גבי חלונות רגילים כדי לייצר אנרגיה מבלי לפגוע במראה הבניין. אך פיתוח תאים סולאריים המשלבים יעילות גבוהה עם העברת אור טובה הוא קשה מאוד.

"לתאים סולאריים קונבנציונליים בעלי שכבה דקה יש מגעים אחוריים ממתכת אטומים שלוכדים יותר אור. תאים סולאריים שקופים משתמשים באלקטרודות אחוריות מעבירות אור. במקרה זה, חלק מהפוטונים אובדים באופן בלתי נמנע כשהם עוברים דרכם, מה שפוגע בביצועי המכשיר. יתר על כן, ייצור אלקטרודה אחורית בעלת תכונות מתאימות יכול להיות יקר מאוד", אומר פאבל וורושילוב, חוקר בבית הספר לפיזיקה והנדסה באוניברסיטת ITMO.

בעיית היעילות הנמוכה נפתרת באמצעות שימוש בסמים. אך הבטחת יישום נכון של הזיהומים על החומר דורשת שיטות מורכבות וציוד יקר. חוקרים באוניברסיטת ITMO הציעו טכנולוגיה זולה יותר ליצירת פאנלים סולאריים "בלתי נראים" - טכנולוגיה המשתמשת בנוזלים יוניים כדי לסמם את החומר, מה שמשנה את תכונות השכבות המעובדות.

"בניסויים שלנו, לקחנו תא סולארי מבוסס מולקולה קטנה וחיברנו אליו ננו-צינוריות. לאחר מכן, סיממנו את הננו-צינוריות באמצעות שער יונים. עיבדנו גם את שכבת ההובלה, שאחראית על כך שהמטען מהשכבה הפעילה יגיע בהצלחה לאלקטרודה. הצלחנו לעשות זאת ללא תא ואקום ובתנאי סביבה. כל מה שהיינו צריכים לעשות היה להטביע מעט נוזל יוני ולהפעיל מתח קטן כדי לייצר את הביצועים הנדרשים", הוסיף פאבל וורושילוב.

בבדיקת הטכנולוגיה שלהם, הצליחו המדענים להגדיל משמעותית את יעילות הסוללה. החוקרים מאמינים שניתן להשתמש באותה טכנולוגיה כדי לשפר את ביצועיהם של סוגים אחרים של תאים סולאריים. כעת הם מתכננים להתנסות בחומרים שונים ולשפר את טכנולוגיית הסימום עצמה.