ITMO 大学の物理学者は、透明な材料を用途に使用する新しい方法を発見しました。太陽電池効率を維持しながら。この新技術はドーピング法に基づいており、高価な専用装置を使用せずに不純物を添加することで材料の特性を変化させる。

この研究の結果は、ACSApplied Materials & Interfaces (「イオンゲート小分子 OPV: 電荷コレクタと輸送層の界面ドーピング」) に掲載されました。

太陽エネルギーにおける最も魅力的な課題の 1 つは、透明な薄膜感光性材料の開発です。このフィルムは通常の窓の上に貼り付けることができ、建物の外観に影響を与えることなくエネルギーを生成できます。しかし、高効率と良好な光透過率を兼ね備えた太陽電池の開発は非常に困難です。

従来の薄膜太陽電池は、より多くの光を取り込む不透明な金属バックコンタクトを備えています。透明太陽電池は、光を透過する背面電極を使用します。この場合、一部の光子は通過する際に必然的に失われ、デバイスの性能が低下します。さらに、適切な特性を備えた背面電極の製造には非常に費用がかかる場合があります」と ITMO 大学物理工学部の研究者であるパベル ヴォロシロフ氏は言います。

効率が低いという問題は、ドーピングを使用することで解決されます。しかし、不純物を材料に正しく適用するには、複雑な方法と高価な装置が必要です。ITMO大学の研究者らは、「目に見えない」ソーラーパネルを製造するためのより安価な技術を提案した。これは、材料にドープするためにイオン液体を使用し、加工された層の特性を変える技術である。

「私たちの実験では、小分子ベースの太陽電池を使用し、それにナノチューブを取り付けました。次に、イオンゲートを使用してナノチューブにドーピングを行いました。また、活性層からの電荷が電極に正常に到達する役割を担う輸送層も処理しました。真空チャンバーを使用せず、周囲条件下で作業を行うことができました。イオン液体を滴下し、わずかな電圧を加えるだけで必要な性能が得られました。」とパベル・ヴォロシーロフ氏は付け加えた。

科学者たちはテクノロジーをテストすることで、バッテリーの効率を大幅に向上させることができました。研究者らは、同じ技術を他のタイプの太陽電池の性能向上にも使用できると考えている。現在、彼らはさまざまな材料を実験し、ドーピング技術そのものを改良することを計画している。