(Phys.org) - De flesta amerikaner vill att USA ska lägga större vikt vid att utveckla solenergi, senaste undersökningar tyder på. Ett stort hinder, dock, är kostnaden att tillverka, installera och underhålla solpaneler. Enkelt uttryckt, de flesta människor och företag har inte råd att placera dem på deras hustak.

Lyckligtvis, det förändras eftersom forskare som Qiaoqiang Gan, University at Buffalo assisterande professor i elektroteknik, hjälper till att utveckla en ny generation solceller som producerar mer kraft och kostar mindre att tillverka än vad som finns tillgängligt idag.

En av de mer lovande insatserna, som Gan arbetar med, innebär användning av plasmonförstärkta organiska fotovoltaiska material. Dessa enheter matchar inte traditionella solceller när det gäller energiproduktion men de är billigare och kan - eftersom de är tillverkade (eller bearbetade) i flytande form - appliceras på en större mängd olika ytor.

Gan redogjorde för utvecklingen av plasmonförstärkta organiska fotovoltaiska material i tidskriften 7 maj Avancerade material . Medförfattare inkluderar Filbert J. Bartoli, professor i el- och datateknik vid Lehigh University, och Zakya Kafafi från National Science Foundation.

För närvarande, solenergi produceras antingen med tjocka polykristallina kiselskivor eller tunnfilms solceller som består av oorganiska material som amorft kisel eller kadmiumtellurid. Båda är dyra att tillverka, Sa Gan.

Hans forskning involverar tunnfilms solceller, för, men till skillnad från vad som finns på marknaden använder han organiska material som polymerer och små molekyler som är kolbaserade och billigare.

"Jämfört med deras oorganiska motsvarigheter, organiska solceller kan tillverkas över stora ytor på styva eller flexibla underlag som potentiellt kan bli lika billiga som färg, "Sa Gan.

Hänvisningen till färg inkluderar inte en prispunkt utan snarare tanken att solceller en dag kan appliceras på ytor lika lätt som färg är på väggar, han sa.

Det finns nackdelar med organiska solceller. De måste vara tunna på grund av deras relativt dåliga elektroniska ledande egenskaper. Eftersom de är tunna och Således, utan tillräckligt material för att absorbera ljus, det begränsar deras optiska absorption och leder till otillräcklig effektomvandlingseffektivitet.

Deras effektomvandlingseffektivitet måste vara 10 procent eller mer för att konkurrera på marknaden, Sa Gan.

För att uppnå det riktmärket, Gan och andra forskare införlivar metallnanopartiklar och/eller mönstrade plasmoniska nanostrukturer i organiska solceller. Plasmoner är elektromagnetiska vågor och fria elektroner som kan användas för att svänga fram och tillbaka över gränssnittet mellan metaller och halvledare.

Nyligen genomförda materialstudier tyder på att de lyckas, han sa. Gan och tidningens medförfattare hävdar att, på grund av dessa genombrott, det bör finnas ett förnyat fokus på hur nanomaterial och plasmoniska strategier kan skapa mer effektiva och prisvärda tunnfilmsorganiska solceller.

Gan fortsätter sin forskning genom att samarbeta med flera forskare vid UB, inklusive:Alexander N. Cartwright, professor i elektroteknik och biomedicinsk teknik och UB vice president för forskning och ekonomisk utveckling; Mark T. Swihart, UB -professor i kemisk och biologisk teknik och chef för universitetets strategiska styrka i integrerade nanostrukturerade system; och Hao Zeng, docent i fysik.

Gan är medlem i UB:s forskargrupp för elektroteknikoptik och fotonik, som inkluderar Cartwright, professorerna Edward Furlani och Pao-Lo Liu, och Natalia Litchinitser, docent.

Gruppen forskar inom nanfotonik, biofoton, hybrid oorganiska/organiska material och anordningar, olinjär och fiberoptik, metamaterial, nanoplasmonik, optofluidik, mikroelektromekaniska system (MEMS), biomedicinska mikroelektromekaniska system (BioMEM), biosensing och kvantinformationsbehandling.