En ny typ av material för nästa generations solceller eliminerar behovet av att använda bly, som har varit en viktig vägspärr för denna teknik.

Solceller, som innehåller mineralet perovskit, har varit i fokus sedan materialet visades fungera 2009. Solceller som byggs med detta material är mer effektiva än nuvarande solpaneler. Nuvarande solpaneler fångar upp 15% till 18% av solenergin i genomsnitt, medan perovskit solceller har visat sig vara så mycket som 28% effektiva.

Men det finns stora hinder för att använda dessa material kommersiellt:Materialen är inte stabila, och de innehåller vattenlösligt bly, vilket är en hälsorisk.

Nu är ett team av forskare och ingenjörer under ledning av Letian Dou, biträdande professor i kemiteknik vid Purdue University, har utvecklat ett smörgåsliknande material som innehåller organiska och oorganiska material för att bilda en hybridstruktur som inte använder bly och har mycket förbättrad stabilitet.

"Dessa strukturer är mycket spännande, "Sa Dou." Smörgåsstrukturerna är som halvledarkvantbrunnar som används i stor utsträckning idag i många elektroniska och optoelektroniska enheter, men de är mycket lättare att producera och mer toleranta mot defekter, "

Forskningen publicerades måndag (11 november) i tidskriften Naturkemi .

I ett papper publicerat i Journal of the American Chemical Society i september, forskarna hade införlivat materialet i en väsentlig komponent i många elektroniska enheter, en fälteffekttransistor.

Yao Gao, huvudförfattare till både forskningsartiklar och en postdoktor i Dous forskargrupp, sa att de nya organiska-oorganiska hybridperovskitmaterialen är billigare och fungerar bättre än en traditionell oorganisk halvledare. Också, Gao sa, det nya materialets designstrategi kan fungera som en plan för många andra funktionella hybridmaterial.

"Solceller, som många har visat, kan vara mycket effektiv, "sa han." Med vår nya teknik, vi kan göra hybridperovskitmaterialen mer stabila. Genom att byta ut det giftiga blyet, dessa nya material är bättre för miljön och kan också säkert användas för bioelektronik -sensorer på kroppen. "

Ett patent för denna teknik har lämnats in genom Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization.