Ett nanomaterial tillverkat av fosfor, känd som fosforen, formar sig som en viktig ingrediens för mer hållbara och effektiva nästa generations perovskitsolceller (PSC).

PSC som är en av de snabbast utvecklande nya solteknikerna och kan uppnå effektivitet jämförbar med vanligare kommersiellt tillgängliga kiselsolceller.

För första gången, ett internationellt team av forskare inom ren kemi som leds av professor Joseph Shapter och Flinders University, har tillverkat mycket tunna fosfor-nanoskikt för lågtemperatur-PSC med hjälp av den snabba skjuvspänningen från universitetets revolutionerande virvelvätska (VFD).

"Kisel är för närvarande standarden för solceller på taket, och andra solpaneler, men de tar mycket energi för att producera dem. De är inte lika hållbara som dessa nyare alternativ, "säger adjungerad professor Shapter, nu vid University of Queensland.

"Fosforen är ett spännande material eftersom det är en bra ledare som absorberar synligt ljus. Tidigare skulle de flesta icke-metalliska material ha en egenskap men inte båda, " han säger.

"Vi har hittat ett spännande nytt sätt att omvandla exfolierad svart fosfor till fosfor som kan bidra till att producera mer effektiva och även potentiellt billigare solceller, säger Dr Christopher Gibson, från College of Science and Engineering vid Flinders University.

"Våra senaste experiment har förbättrat fosfens potential i solceller, visar en extra effektivitet på 2% -3% i elproduktionen. "

Forskning om att göra högkvalitativ 2-D-fosfor i stora mängder-tillsammans med andra framtida material som grafen-banar väg för en mer effektiv och hållbar produktion med hjälp av SA-tillverkad VFD, nära infraröda laserljuspulser, och till och med en mikrovågsugn i industriell skala.

"Arbetet med fosforen undersöker tillsatsen av olika atomer till matrisen som visar mycket lovande resultat i katalys, särskilt när det gäller vattenspridning för att producera väte och syre, säger professor Shapter.

Med förmågan att artificiellt producera perovskitstrukturer, kommersiell lönsamhet ligger vid tröskeln och inte för långt bort när cellerna framgångsrikt kan skalas upp. Samtidigt fortsätter forskning runt om i världen att leta efter sätt att förbättra och optimera perovskitcellprestanda.