В России нашли доступный способ сделать солнечные батареи прозрачными без потери эффективности
Одна из самых интересных задач в солнечной энергетике — создание прозрачных тонкопленочных фотоактивных материалов. Такую пленку можно наклеить на обычное окно и получить из него генератор энергии без ущерба для внешнего облика здания. Однако сделать солнечные элементы, сочетающие высокую эффективность и хорошую светопроницаемость, достаточно сложно.
«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», — рассказывает научный сотрудник Нового Физтеха ИТМО Павел Ворошилов.
Проблему малой эффективности можно решить с помощью легирования. Но чтобы примеси правильно «прилипли» к нужному материалу, требуются сложные подходы и дорогое оборудование. В ИТМО предложили более доступную технологию создания «невидимых» солнечных панелей — легирование материалов с помощью ионной жидкости, меняющей характеристики обработанного слоя.
«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», — добавляет Павел Ворошилов.
В результате апробации новой технологии ученым удалось поднять эффективность батареи в несколько раз. Авторы проекта полагают, что таким же образом можно улучшить свойства и других солнечных элементов. Теперь в планах ученых эксперименты с различными материалами, а также совершенствование самой технологии легирования. Результаты опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
Материал предоставлен пресс-службой Университета ИТМО
Российские ученые придумали, как повысить эффективность солнечных панелей, способных пропускать солнечный свет