IBM udvikler lovende udfordrer til billigere solceller

(PhysOrg.com) - Solceller kunne gøre fossile brændstoffer praktisk talt overflødige, hvis de var billigere, men deres brug af sjældne grundstoffer og komplekse fremstillingsprocesser gør dem dyre. Nu har IBM Research udviklet en prototype solcelle, der løser begge problemer, ved hjælp af fælles, billige elementer og ved hjælp af en billig fremstillingsproces. Deres papir er udgivet i Avancerede materialer tidsskrift.

De nye fotovoltaiske celler er kendt som "kesterit"-celler, som er produceret ved hjælp af en printteknologi, hvor en opløsning indeholdende nanopartikler spin-coates på et glassubstrat. Ifølge IBM er deres effektivitet tæt på den for etablerede solceller.

IBM-forsker David Mitzi, som også er leder af virksomhedens fotovoltaiske videnskabs- og teknologiafdeling, sagde, at de ønskede at reducere omkostningerne og bruge mere rigelige elementer til tyndfilm solcelleceller. Den nuværende teknologi bruger de sjældne grundstoffer indium og tellur. Indium er en særlig mangelvare, fordi det også bruges til fremstilling af transparente transistorer og er meget efterspurgt til fladskærmssystemer. I modsætning hertil bruger IBMs kesteritceller de almindelige elementer tin (Sn), zink (Zn), kobber (Cu), selen (Se), og svovl (S).

De nye solceller er også billigere at fremstille, ved at bruge en "print"-teknik, der bruger en hydrazinopløsning indeholdende kobber og tin med nanopartikler af zink spredt i det. Opløsningen spincoates derefter og varmebehandles i nærværelse af selen- eller svovldamp. Denne proces er meget billigere end den traditionelle fremstillingsproces, som bruger en dyr vakuum-baseret teknik.

Et hold ved Nagaoka National College of Technology i Japan producerede en tyndfilm-kesteritcelle i 2009, som havde en effektivitet på 6,8 pct. IBMs kesteritcelle har øget effektiviteten med 40 pct. Mitzi sagde, at de planlægger at øge effektiviteten over 11 pct. som er lig med eller bedre end de traditionelle solceller.

Solceller bidrager med under 0,1 procent af Jordens elforsyning i øjeblikket, hovedsagelig på grund af deres omkostninger og sjældenheden af ​​deres nøgleelementer. IBM-solcellen kunne ændre alt dette. IBM vil patentere og licensere teknologien og siger, at den er åben for partnerskaber med eksisterende solcelleproducenter for at bringe den på markedet.

© 2010 PhysOrg.com