Los físicos de la Universidad ITMO han descubierto una nueva forma de utilizar materiales transparentes encélulas solaresmanteniendo su eficiencia. La nueva tecnología se basa en métodos de dopaje, que modifican las propiedades de los materiales mediante la adición de impurezas, pero sin necesidad de utilizar equipos especializados costosos.

Los resultados de esta investigación se han publicado en ACS Applied Materials & Interfaces (“PVs de moléculas pequeñas con compuerta iónica: dopaje interfacial de colectores de carga y capas de transporte”).

Uno de los retos más fascinantes en energía solar es el desarrollo de materiales fotosensibles de película delgada y transparente. Esta película se puede aplicar sobre ventanas comunes para generar energía sin afectar la apariencia del edificio. Sin embargo, desarrollar células solares que combinen alta eficiencia con buena transmisión de luz es sumamente difícil.

Las células solares convencionales de película delgada tienen contactos posteriores metálicos opacos que captan más luz. Las células solares transparentes utilizan electrodos posteriores que transmiten la luz. En este caso, inevitablemente se pierden algunos fotones al atravesarlos, lo que degrada el rendimiento del dispositivo. Además, producir un electrodo posterior con las propiedades adecuadas puede ser muy costoso”, afirma Pavel Voroshilov, investigador de la Facultad de Física e Ingeniería de la Universidad ITMO.

El problema de la baja eficiencia se resuelve mediante el dopaje. Sin embargo, asegurar que las impurezas se apliquen correctamente al material requiere métodos complejos y equipos costosos. Investigadores de la Universidad ITMO han propuesto una tecnología más económica para crear paneles solares "invisibles": una que utiliza líquidos iónicos para dopar el material, lo que modifica las propiedades de las capas procesadas.

Para nuestros experimentos, utilizamos una celda solar basada en moléculas pequeñas y le acoplamos nanotubos. A continuación, dopamos los nanotubos mediante una compuerta iónica. También procesamos la capa de transporte, responsable de que la carga de la capa activa llegue correctamente al electrodo. Logramos esto sin cámara de vacío y trabajando en condiciones ambientales. Simplemente añadimos unas gotas de líquido iónico y aplicamos un pequeño voltaje para obtener el rendimiento necesario”, añadió Pavel Voroshilov.

Durante las pruebas, los científicos lograron aumentar significativamente la eficiencia de la batería. Los investigadores creen que esta misma tecnología podría utilizarse para mejorar el rendimiento de otros tipos de células solares. Ahora planean experimentar con diferentes materiales y perfeccionar la tecnología de dopaje.