Forskare vid USC har utvecklat en potentiell väg till billiga, stabila solceller gjorda av nanokristaller så små att de kan existera som flytande bläck och målas eller tryckas på klara ytor.
Solens nanokristaller är ungefär fyra nanometer stora - vilket betyder att du kan få plats med mer än 250, 000, 000, 000 på huvudet av en stift - och flyta dem i en flytande lösning, så "som du skriver ut en tidning, du kan skriva ut solceller, sade Richard L. Brutchey, biträdande professor i kemi vid USC Dornsife College of Letters, Konst och vetenskap.
Brutchey och USC postdoktorala forskaren David H. Webber utvecklade en ny ytbeläggning för nanokristallerna, som är gjorda av halvledaren kadmiumselenid. Deras forskning presenteras som en "het artikel" denna månad i den internationella tidskriften för oorganisk kemi Dalton transaktioner .
Flytande nanokristallsolceller är billigare att tillverka än tillgängliga solceller av enkristallkiselwafer men är inte alls lika effektiva när det gäller att omvandla solljus till elektricitet. Brutchey och Webber löste ett av de viktigaste problemen med flytande solceller:hur man skapar en stabil vätska som också leder elektricitet.
Förr, organiska ligandmolekyler fästes till nanokristallerna för att hålla dem stabila och för att förhindra att de klibbar ihop. Dessa molekyler isolerade också kristallerna, gör det hela hemskt på att leda elektricitet.
"Det har varit en verklig utmaning på det här området, sa Brutchey.
Brutchey och Webber upptäckte en syntetisk ligand som inte bara fungerar bra för att stabilisera nanokristaller, men bygger faktiskt små broar som förbinder nanokristallerna för att hjälpa till att överföra ström.
Med en relativt låg temperaturprocess, forskarnas metod ger också möjligheten att solceller kan tryckas på plast istället för glas utan problem med smältning – vilket resulterar i en flexibel solpanel som kan formas för att passa var som helst.
När de fortsätter sin forskning, Brutchey sa att han planerar att arbeta på nanokristaller byggda av andra material än kadmium, som är begränsad i kommersiella tillämpningar på grund av toxicitet.
"Medan kommersialiseringen av denna teknik fortfarande är år borta, vi ser en tydlig väg framåt mot att integrera detta i nästa generation av solcellsteknologier, sa Brutchey.
