Gennembrud for nanomaterialer til printbare solceller

Et forskningssamarbejde med RMIT University med topforskere i Australien og Japan fremmer næste generation af solceller.

Udviklingen af ​​billigere og mindre giftige solceller ved hjælp af nanoteknologi er omdrejningspunktet for et samarbejdsprojekt udført af RMIT, CSIRO og Japan Science and Technology Agency.

Holdet undersøger syntesen af ​​halvledere uorganiske nanokrystaller ved hjælp af billige og rigelige elementer til printbare solcelleapplikationer.

Forskningen blev for nylig offentliggjort i high-impact Journal of the American Chemical Society .

RMIT-forskerholdet ledes af professor Yasuhiro Tachibana fra RMIT's School of Aerospace, Maskin- og produktionsteknik.

"Fotovoltaiske industriers fokus har været at reducere materiale- og produktionsomkostninger til fotovoltaiske paneler, " sagde professor Tachibana.

"Som et resultat har forskning i næste generation af solceller været af væsentlig betydning, da den koncentrerer sig om at udvikle nye kolloide nanomaterialer til lave omkostninger og lav toksicitet for at opfylde industriens krav."

Kolloide nanokrystaller kan bruges som "blæk", gør det muligt hurtigt og billigt at fremstille solceller med en printer.

I øjeblikket, cadmium- eller blyelementer dominerer syntesen af ​​kolloide nanokrystaller, trods toksicitetsbekymringer.

Forskerholdet – som omfatter Dr. Joel van Embden fra School of Aerospace, Mekanik og fremstillingsteknik, og professor Kay Latham fra School of Applied Sciences – har udforsket alternative elementer til at syntetisere nanokrystaller.

Dr. van Embden sagde:"Syntetisering af helt nye nanokrystaller var en af ​​de mest udfordrende opgaver, da de indledende reaktionsbetingelser er ukendte.

"Vi har fokuseret på at inkorporere elementerne, kobber og antimon, til nanokrystaller, da de er billige, lav giftig og rigelig jord, " han sagde.

I sin forskning, holdet har opdaget den nye selektive syntese af tetrahedrit og famatinit kobber antimonsulfid (CAS) nanokrystaller.

Begge nanokrystaller har en brun-sortlig farve med stærke absorptioner af synligt og nær-infrarødt lys, velegnet som lysabsorber i solceller.

De kolloide nanokrystalopløsninger (halvledernanokrystalblæk) kan let anvendes til at fremstille tynde nanokrystalfilm.

Professor Tachibana sagde, at nanokrystalfilm kunne fremstilles på en elektrode og påføres fotovoltaiske enheder, tyndfilm termoelektrik og transistorer til en forholdsvis lav pris sammenlignet med andre metoder.

Holdet har allerede bekræftet, at elproduktion er mulig fra den nanokrystallinske film under lys.

Journal of the American Chemical Society , et ugentligt peer-reviewed videnskabeligt tidsskrift, der udgiver originale forskningsartikler inden for alle kemiområder, er det højest rangerede tidsskrift på dette felt.

Professor Xinghuo Yu, Direktør for RMIT Platform Technologies Research Institute, sagde, at offentliggørelsen i tidsskriftet med høj effekt var en indikation af den høje standard for forskning udført af instituttets forskere.

"Institutet samler tværfaglige teams af akademikere for at påtage sig industrifokuserede projekter med stor indflydelse for at løse komplekse forskningsspørgsmål af national og global betydning, " sagde professor Yu.

"Samarbejdet mellem forskerne på School of Aerospace, Mechanical and Manufacturing Engineering og School of Applied Sciences har produceret dette succesfulde resultat til gavn for industrien og samfundet."