Zapping en ny tilgang til solceller

Et enkelt og hurtigt mikrobølgeeksperiment med det fælles kemiske element fosfor på Flinders University har åbnet udsigten til mere overkommelige og effektive supertynde solceller.

I en verden med behov for billigere, bæredygtige energiløsninger, Flinders Universitys nanoteknologiforskere lavede flager af fosforen kun få atomer tykke. Fosforen er en 2-D form for fosfor, som ikke kun kunne booste energikapaciteten i populære farvefølsomme solceller (DSSC), men potentielt fjerne behovet for den dyre komponent platin.

Ark og flager af dette fosfor med få lag, kun et par milliardtedele af en meter tyk, kunne forbedre effektiviteten af ​​visse typer fotovoltaiske celler, forskergruppen ledet af professor Joseph Shapter påstand.

Solceller baseret på kulstof nanorør og silicium er lovende som et billigere og lettere at fremstille alternativ til krystallinske siliciumceller. Men en udfordring med disse nye solceller er at øge effektiviteten, de omdanner sollys til elektricitet.

En tilgang er at inkludere et lag af ultratynde nanoflakes af fosfor i solcellen, som har alle de rigtige egenskaber til at gøre den egnet til at øge solcelleeffektiviteten. Mikrobølgemetoden til fremstilling af phosphoren, udviklet på Flinders University, går ud på at nedsænke fosfor i en speciel væske og udsætte den for mikrobølger i kun 10 minutter i modsætning til tidligere protokoller, der tager 15 timer.

Resultaterne af mikrobølgeforsøgene til fremstilling af fosforen – og dets potentielle anvendelse i solcelleindustrien – er blevet publiceret i førende internationale kemitidsskrifter Angewandte Chemie , Avancerede funktionelle materialer og Små metoder .

I den første undersøgelse, det australske hold brugte fosforen, at fremstille DSSC'er. Cellerne havde en overlegen fotovoltaisk effektivitet på 8,31%, hvilket overgår dyre platinbaserede celler.

DSSC er et spirende felt af tyndfilm, semi-fleksible og semi-transparente solceller, som er enkle at lave, men begrænses af ret kostbare komponenter som platin og ruthenium.

I den anden undersøgelse, holdet brugte igen den hurtige og effektive mikrobølgemetode til fremstilling af højkvalitets phosphorenflager og tilføjede dem derefter til carbon nanorør – silicium solceller for at vise en betydelig forbedring i cellernes effektomdannelse.

"Med disse lovende tidlige resultater, yderligere undersøgelser med mikrobølgeteknikken og andre opløsningsmidler vil bidrage til at forbedre stabiliteten og holdbarheden af ​​phospheren og give os mulighed for at se på måder at producere større mængder phosphoren til mulige kommercielle anvendelser, siger medforfatter Dr. Christopher Gibson, fra Flinders College of Science and Engineering.

Projektledere Professor Shapter, Dr. Gibson, Dr. Munkhbayar Batmunkh og fru Munkhjargal Bat-Erdene er blandt et team af forskere fra Flinders Institute for Nanoscale Videnskab og Teknologi, der ønsker at forbedre solcelleeffektiviteten – også inklusive et mere bæredygtigt materiale kaldet perovskite.