Ganska snart, att driva din surfplatta kan vara så enkelt som att slå in den i plastfolie.

Det är Illan Kramers förhoppning. Kramer och kollegor har precis uppfunnit ett nytt sätt att spruta solceller på flexibla ytor med hjälp av små ljuskänsliga material som kallas kolloidala kvantprickar (CQDs) – ett stort steg mot att göra spray-on solceller enkla och billiga att tillverka.

"Min dröm är att du en dag kommer att ha två tekniker med Ghostbusters-ryggsäckar till ditt hus och spraya ditt tak, säger Kramer, en postdoktor vid The Edward S. Rogers Sr. Department of Electrical &Computer Engineering vid University of Toronto och IBM Canadas Research and Development Centre.

Solkänsliga CQDs tryckta på en flexibel film kan användas för att belägga alla typer av konstigt formade ytor, från utemöbler till ett flygplans vinge. En yta lika stor som din bils tak omslagen med CQD-belagd film skulle producera tillräckligt med energi för att driva tre 100-watts glödlampor – eller 24 kompaktlysrör.

Han kallar sitt system för sprayLD, en lek om tillverkningsprocessen som kallas ALD, förkortning för atomlagerdeposition, där material läggs ner på en yta en atomtjocklek åt gången.

Tills nu, det var endast möjligt att införliva ljuskänsliga CQD:er på ytor genom batchbearbetning - en ineffektiv, långsam och dyr monteringslinje för kemisk beläggning. SprayLD blästrar en vätska som innehåller CQDs direkt på flexibla ytor, som film eller plast, som att trycka en tidning genom att applicera bläck på en pappersrulle. Denna roll-to-roll beläggningsmetod gör det mycket enklare att integrera solceller i befintliga tillverkningsprocesser. I två färska artiklar i tidskrifterna Avancerade material och Bokstäver i tillämpad fysik , Kramer visade att sprayLD-metoden kan användas på flexibla material utan någon större förlust av solcellseffektivitet.

Kramer byggde sin sprayLD-enhet med delar som är lättillgängliga och ganska överkomliga – han köpte ett spraymunstycke som används i stålverk för att kyla stål med en fin vattendimma, och några vanliga luftborstar från en konstaffär.

"Det här är något du kan bygga på ett Junkyard Wars-sätt, vilket är i princip hur vi gjorde det, ", säger Kramer. "Vi ser det här som en kompromisslös lösning för att växla från batchbearbetning till roll-to-roll."

"När quantum dot solar-tekniken går snabbt framåt i prestanda, det är viktigt att bestämma hur man skalar dem och gör denna nya klass av solenergiteknik tillverkad, sa professor Ted Sargent, prodekanus, forskning vid fakulteten för tillämpad naturvetenskap och teknik vid University of Toronto och Kramers handledare. "Vi blev glada när denna attraktiva tillverkningsbara spraybeläggningsprocess också ledde till överlägsna prestandaenheter som visade förbättrad kontroll och renhet."

I en tredje artikel i tidskriften ACS Nano , Kramer och hans kollegor använde IBM:s BlueGeneQ superdator för att modellera hur och varför de besprutade CQD:erna presterar lika bra som – och i vissa fall bättre än – deras batchbearbetade motsvarigheter. Detta arbete stöddes av IBM Canada Research and Development Centre, och av King Abdullah University of Science and Technology.