Förstorad vy av ett tvärsnitt av föreningen Cu2ZnSn (S, Se) 4.
(PhysOrg.com) - Solceller kan göra fossila bränslen praktiskt taget överflödiga om de var billigare, men deras användning av sällsynta element och komplexa tillverkningsprocesser gör dem dyra. Nu har IBM Research utvecklat en prototyp solcell som löser båda problemen, använder vanliga, billiga element och använder en billig tillverkningsprocess. Deras uppsats publiceras i Avancerade material tidning.
De nya solcellerna kallas "kesterit" -celler, som tillverkas med en tryckteknik där en lösning innehållande nanopartiklar spinnbeläggs på ett glasunderlag. Enligt IBM är deras effektivitet nära den för etablerade solceller.
IBM -forskaren David Mitzi, som också är chef för företagets avdelning för fotovoltaisk vetenskap och teknik, sa att de ville minska kostnaden och använda mer överflödiga element för tunnfilms fotovoltaiska celler. Den nuvarande tekniken använder de sällsynta elementen indium och tellur. Indium är särskilt bristfälligt eftersom det också används vid tillverkning av transparenta transistorer och är mycket efterfrågat för plattskärmssystem. Däremot använder IBMs kesteritceller de vanliga elementen tenn (Sn), zink (Zn), koppar (Cu), selen (Se), och svavel (S).
De nya solcellerna är också billigare att tillverka, med hjälp av en "tryck" -teknik som använder en hydrazinlösning innehållande koppar och tenn med nanopartiklar av zink dispergerat i den. Lösningen centrifugeras sedan och värmebehandlas i närvaro av selen eller svavelånga. Denna process är mycket billigare än den traditionella tillverkningsprocessen, som använder en dyr vakuumbaserad teknik.
IBMs solcellsenhet.
Ett team vid Nagaoka National College of Technology i Japan producerade en tunnfilmskesteritcell 2009, som hade en effektivitet på 6,8 procent. IBMs kesteritcell har ökat effektiviteten med 40 procent. Mitzi sa att de planerar att öka effektiviteten över 11 procent, vilket är lika med eller bättre än de traditionella solcellerna.
Solceller bidrar under 0,1 procent av jordens elförsörjning just nu, till stor del på grund av deras kostnad och sällsynthet i deras nyckelelement. IBM -solcellen kan förändra allt detta. IBM kommer att patentera och licensiera tekniken och säger att den är öppen för partnerskap med befintliga solcellstillverkare för att ta ut den på marknaden.
© 2010 PhysOrg.com
