Les physiciens de l'Université ITMO ont découvert une nouvelle façon d'utiliser des matériaux transparents danscellules solairestout en conservant leur efficacité.La nouvelle technologie est basée sur des méthodes de dopage, qui modifient les propriétés des matériaux en ajoutant des impuretés mais sans utiliser d'équipements spécialisés coûteux.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans ACSApplied Materials & Interfaces (« Ion-gated small molécule OPVs : Interfacial doping of charge collectors and transport layer »).

L’un des défis les plus fascinants de l’énergie solaire est le développement de matériaux photosensibles transparents en couches minces.Le film peut être appliqué sur des fenêtres ordinaires pour générer de l’énergie sans affecter l’apparence du bâtiment.Mais développer des cellules solaires combinant un rendement élevé et une bonne transmission de la lumière est très difficile.

Les cellules solaires conventionnelles à couche mince ont des contacts arrière en métal opaque qui captent plus de lumière.Les cellules solaires transparentes utilisent des électrodes arrière transmettant la lumière.Dans ce cas, certains photons sont inévitablement perdus lors de leur passage, dégradant les performances de l'appareil.De plus, produire une électrode arrière dotée de propriétés appropriées peut s'avérer très coûteux », explique Pavel Vorochilov, chercheur à l'École de physique et d'ingénierie de l'Université ITMO.

Le problème de la faible efficacité est résolu grâce au dopage.Mais garantir que les impuretés sont appliquées correctement au matériau nécessite des méthodes complexes et des équipements coûteux.Des chercheurs de l’Université ITMO ont proposé une technologie moins coûteuse pour créer des panneaux solaires « invisibles » – une technologie qui utilise des liquides ioniques pour doper le matériau, ce qui modifie les propriétés des couches traitées.

« Pour nos expériences, nous avons pris une cellule solaire à base de petites molécules et y avons attaché des nanotubes.Ensuite, nous avons dopé les nanotubes à l’aide d’une porte ionique.Nous avons également traité la couche de transport, qui est chargée de faire en sorte que la charge de la couche active atteigne avec succès l'électrode.Nous avons pu le faire sans chambre à vide et en travaillant dans des conditions ambiantes.Tout ce que nous avions à faire était de laisser tomber un peu de liquide ionique et d'appliquer un peu de tension pour produire les performances nécessaires." a ajouté Pavel Vorochilov.

En testant leur technologie, les scientifiques ont pu augmenter considérablement l'efficacité de la batterie.Les chercheurs pensent que la même technologie pourrait être utilisée pour améliorer les performances d’autres types de cellules solaires.Ils envisagent désormais d'expérimenter différents matériaux et d'améliorer la technologie de dopage elle-même.