Físicos da Universidade ITMO descobriram uma nova maneira de usar materiais transparentes emcélulas solaresmantendo sua eficiência. A nova tecnologia baseia-se em métodos de dopagem, que alteram as propriedades dos materiais pela adição de impurezas, mas sem a necessidade de equipamentos especializados e caros.

Os resultados desta pesquisa foram publicados na ACSApplied Materials & Interfaces (“OPVs de pequenas moléculas controladas por íons: dopagem interfacial de coletores de carga e camadas de transporte”).

Um dos desafios mais fascinantes na área da energia solar é o desenvolvimento de materiais fotossensíveis transparentes em película fina. Essa película pode ser aplicada sobre janelas comuns para gerar energia sem afetar a aparência do edifício. No entanto, desenvolver células solares que combinem alta eficiência com boa transmissão de luz é uma tarefa muito difícil.

As células solares convencionais de película fina possuem contatos traseiros metálicos opacos que capturam mais luz. As células solares transparentes utilizam eletrodos traseiros que transmitem luz. Nesse caso, alguns fótons são inevitavelmente perdidos ao atravessarem o eletrodo, degradando o desempenho do dispositivo. Além disso, produzir um eletrodo traseiro com as propriedades adequadas pode ser muito caro”, afirma Pavel Voroshilov, pesquisador da Escola de Física e Engenharia da Universidade ITMO.

O problema da baixa eficiência é resolvido com o uso de dopagem. Mas garantir que as impurezas sejam aplicadas corretamente ao material exige métodos complexos e equipamentos caros. Pesquisadores da Universidade ITMO propuseram uma tecnologia mais barata para criar painéis solares “invisíveis” – uma que utiliza líquidos iônicos para dopar o material, alterando as propriedades das camadas processadas.

“Para nossos experimentos, utilizamos uma pequena célula solar baseada em moléculas e acoplamos nanotubos a ela. Em seguida, dopamos os nanotubos usando um eletrodo de porta iônica. Também processamos a camada de transporte, responsável por garantir que a carga da camada ativa chegue ao eletrodo. Conseguimos fazer isso sem uma câmara de vácuo e trabalhando em condições ambientais. Tudo o que precisamos fazer foi adicionar um pouco de líquido iônico e aplicar uma pequena voltagem para obter o desempenho necessário”, acrescentou Pavel Voroshilov.

Ao testarem sua tecnologia, os cientistas conseguiram aumentar significativamente a eficiência da bateria. Os pesquisadores acreditam que a mesma tecnologia poderia ser usada para melhorar o desempenho de outros tipos de células solares. Agora, eles planejam experimentar com diferentes materiais e aprimorar a própria tecnologia de dopagem.