Forskere udvikler en vej til flydende solceller, der kan printes på overflader

Forskere ved USC har udviklet en potentiel vej til billige, stabile solceller lavet af nanokrystaller så små, at de kan eksistere som flydende blæk og males eller printes på klare overflader.

Solens nanokrystaller er omkring fire nanometer i størrelse - hvilket betyder, at du kan passe mere end 250, 000, 000, 000 på hovedet af en nål - og flyd dem i en flydende opløsning, så "som du trykker en avis, du kan printe solceller, " sagde Richard L. Brutchey, assisterende professor i kemi ved USC Dornsife College of Letters, Kunst og Videnskab.

Brutchey og USC postdoc-forsker David H. Webber udviklede en ny overfladebelægning til nanokrystallerne, som er lavet af halvlederen cadmiumselenid. Deres forskning er omtalt som en "hot artikel" i denne måned i det internationale tidsskrift for uorganisk kemi Dalton-transaktioner .

Flydende nanokrystal solceller er billigere at fremstille end tilgængelige single-crystal silicium wafer solceller, men er ikke nær så effektive til at omdanne sollys til elektricitet. Brutchey og Webber løste et af hovedproblemerne ved flydende solceller:hvordan man skaber en stabil væske, der også leder elektricitet.

I fortiden, organiske ligandmolekyler blev knyttet til nanokrystallerne for at holde dem stabile og for at forhindre dem i at klæbe sammen. Disse molekyler isolerede også krystallerne, gør det hele forfærdeligt ved at lede elektricitet.

"Det har været en rigtig udfordring på dette område, " sagde Brutchey.

Brutchey og Webber opdagede en syntetisk ligand, der ikke kun fungerer godt til at stabilisere nanokrystaller, men bygger faktisk små broer, der forbinder nanokrystallerne for at hjælpe med at overføre strøm.

Med en relativt lav temperatur proces, forskernes metode giver også mulighed for, at solceller kan printes på plast i stedet for glas uden problemer med smeltning – hvilket resulterer i et fleksibelt solpanel, der kan formes, så det passer overalt.

Mens de fortsætter deres forskning, Brutchey sagde, at han planlægger at arbejde på nanokrystaller bygget af andre materialer end cadmium, som er begrænset i kommercielle anvendelser på grund af toksicitet.

"Mens kommercialiseringen af ​​denne teknologi stadig er år væk, vi ser en klar vej frem mod at integrere dette i den næste generation af solcelleteknologier, " sagde Brutchey.