En färdig nanokristallsolcell. Kredit:Anthony Chesman
Australiska forskare har uppfunnit nanotekniska solceller som är tunna, flexibla och använder 1/100 av materialen från konventionella solceller.
Tryckbar, flexibla solceller som dramatiskt kan minska kostnaden för förnybar energi har utvecklats av doktoranden Brandon MacDonald i samarbete med hans kollegor från CSIROs Future Manufacturing Flagship och University of Melbournes Bio21 Institute.
Deras patenterade teknologi är baserad på bläck som innehåller små, halvledande nanokristaller, som kan tryckas direkt på en mängd olika ytor.
Genom att välja rätt kombination av bläck och yta är det möjligt att göra effektiva solceller med mycket lite material eller energi.
"Problemet med traditionella solceller, Brandon säger, "är att göra dem kräver många komplexa och energikrävande steg."
"Med nanokristallbläck, de kan tillverkas på ett kontinuerligt sätt, vilket ökar genomströmningen och borde göra cellerna mycket billigare att producera.”
Brandon undersöker ett av sina nanokristallbläck. Kredit:Anthony Chesman
Nanokristaller, även känd som kvantprickar, är halvledande partiklar med en diameter på några miljondelar av en millimeter. På grund av sin extremt lilla storlek kan de förbli suspenderade i en lösning.
Denna lösning kan sedan deponeras på en mängd olika material, inklusive flexibla plaster eller metallfolier. Den torkas sedan för att bilda en tunn film.
Brandon och hans kollegor upptäckte att genom att deponera flera lager av nanokristaller kan de fylla i alla defekter som bildas under torkningsprocessen.
Resultatet är en tätt packad, enhetlig film, idealisk för lätta solceller.
Nanokristallerna består av ett halvledande material som kallas kadmiumtellurid, som är en mycket stark absorbent av ljus. Detta innebär att de resulterande cellerna kan göras mycket tunna.
"Den totala mängden material som används i dessa celler är cirka 1% av vad du skulle använda för en typisk kiselsolcell.
Även jämfört med andra typer av kadmiumtelluridceller är våra mycket tunnare, använder ungefär en tiondel så mycket material, säger Brandon.
Tekniken är inte begränsad till solceller. Det kan också användas för att göra utskrivbara versioner av andra elektroniska enheter, såsom lysdioder, lasrar eller transistorer.
För sitt arbete har Brandon mottagit DuPont Young Innovator's Award 2010/11 och har fått sitt arbete publicerat i tidskriften Nanobokstäver .
