Titandioxid (titania) tunna filmer används vanligtvis i olika typer av solceller. De tillverkningsmetoder som för närvarande används för att skapa sådana titanoxidfilmer kräver höga temperaturer, samt dyra, avancerade teknologier. Forskare vid Delfts tekniska universitet (TU Delft) har nu utvecklat en helt organisk metod för att konstruera porösa titanoxidfilmer vid relativt låga temperaturer.

I en nyligen publicerad tidning i Avancerade hållbara system , Delft-forskarna beskriver hur de använde ett enzym som heter papain, som naturligt finns i papayafrukten, i en enkel doppbeläggningsprocedur. "Svag uppvärmning i en vanlig hemugn resulterade i att det mesta av det organiska materialet förångades, lämnar efter sig porösa titaniumfilmer" , förklarade TU Delft-forskaren Dr. Duncan McMillan.

Ytarea

Med hjälp av den nya produktionsprocessen, Edward van Amelrooij, Civilingenjörsstudent i tillämpad fysik, skapade de första testenheterna:naturliga färgsensibiliserade solceller. "Nuvarande produktionsmetoder kräver antingen ett kraftfullt vakuum eller specialutrustning som krävs för att värma proverna till 600°C Celsius, ", sa McMillan. "Detta gör inte bara processen mycket dyr, det ger också platta lager som inte kan staplas, ger begränsad yta."

Den nya metoden, i kontrast, använder enzymdriven deposition på några minuter, följt av avdunstning som kan uppnås i en vanlig hemugn. Otroligt, det visade sig att upp till minst 50 av dessa titandioxidlager kan staplas. Dessutom, Dr. Stephan Eijt, även från TU Delft, använde positronförintelsespektroskopi för att avslöja att titanoxidskikten var mycket porösa. McMillan:"Denna porösa natur ger oss tillgång till en stor yta. Vi tror att detta kommer att resultera i hög solcellseffektivitet i kombination med befintlig teknik."

Låg kostnad

Den nya produktionsmetoden, som ska vara lätt att skala upp, öppnar också dörren till att producera billiga titanoxidfilmer på ett hållbart sätt. "Detta kan mycket väl leda till billigt konstruerade solceller som kan integreras i fönstren i hus eller kontor, ", sa McMillan. Forskarna arbetar för närvarande med att öka prestandan och stabiliteten hos solcellerna genom att använda olika färgämnen och genom att justera porositeten i titandioxidskikten.