En process som kombinerar några jämförelsevis billiga material och samma frostskyddsmedel som håller en bilradiator från att frysa i kallt väder kan vara nyckeln till att göra solceller som kostar mindre och undvika giftiga föreningar, samtidigt som användningen av solenergi utökas ytterligare.

Och när det är fulländat, Detta tillvägagångssätt kan också tillaga solcellerna i en mikrovågsugn som liknar den i de flesta kök.

Ingenjörer vid Oregon State University har bestämt att etylenglykol, används ofta i frostskyddsprodukter, kan vara ett billigt lösningsmedel som fungerar bra i en "kontinuerligt flöde"-reaktor – ett tillvägagångssätt för att tillverka tunnfilmssolceller som enkelt kan skalas upp för massproduktion på industriell nivå.

Forskningen, precis publicerat i Material bokstäver , en professionell tidning, drog också slutsatsen att detta tillvägagångssätt kommer att fungera med CZTS, eller koppar zink tennsulfid, en förening av stort intresse för solceller på grund av dess utmärkta optiska egenskaper och det faktum att dessa material är billiga och miljövänliga.

"Den globala användningen av solenergi kan hållas tillbaka om materialen vi använder för att producera solceller är för dyra eller kräver användning av giftiga kemikalier i produktionen, sa Greg Herman, en docent vid OSU School of Chemical, Biologisk och miljöteknik. "Vi behöver teknik som använder rikligt, billiga material, helst sådana som kan brytas i USA. Den här processen erbjuder det."

Däremot många solceller idag tillverkas med CIGS, eller kopparindiumgalliumdiselenid. Indium är jämförelsevis sällsynt och dyrt, och produceras mestadels i Kina. Förra året, Priserna på indium och gallium som används i CIGS-solceller var cirka 275 gånger högre än zink som används i CZTS-celler.

Tekniken som utvecklas vid OSU använder etylenglykol i mesofluidiska reaktorer som kan erbjuda exakt kontroll av temperaturen, reaktionstid, och masstransport för att ge bättre kristallin kvalitet och hög enhetlighet hos de nanopartiklar som utgör solcellen – alla faktorer som förbättrar kvalitetskontroll och prestanda.

Detta tillvägagångssätt är också snabbare – många företag använder fortfarande "batch mode"-syntes för att producera CIGS-nanopartiklar, en process som i slutändan kan ta upp till en hel dag, jämfört med cirka en halvtimme med en kontinuerligt flödesreaktor. Den extra hastigheten för sådana reaktorer kommer att minska de slutliga kostnaderna ytterligare.

"För storskalig industriell produktion, alla dessa faktorer – materialkostnad, fart, kvalitetskontroll – kan översättas till pengar, Herman sa. "Det tillvägagångssätt vi använder bör ge högkvalitativa solceller till en lägre kostnad."

Prestandan för CZTS-celler just nu är lägre än den för CIGS, forskare säger, men med ytterligare forskning om användningen av dopämnen och ytterligare optimering borde det vara möjligt att skapa solcellseffektivitet som är jämförbar.