Titaandioxide (titania) dunne films worden vaak gebruikt in verschillende soorten zonnecellen. De fabricagemethoden die momenteel worden gebruikt om dergelijke titania-films te maken, vereisen hoge temperaturen, evenals duur, hoogwaardige technologieën. Onderzoekers van de Technische Universiteit Delft (TU Delft) hebben nu een volledig organische methode ontwikkeld om poreuze titania dunne films bij relatief lage temperaturen te maken.

In een onlangs gepubliceerd artikel in Geavanceerde duurzame systemen , beschrijven de Delftse onderzoekers hoe ze het enzym papaïne gebruikten, die van nature te vinden is in de papajavrucht, in een eenvoudige onderdompelingsprocedure. "Zachte verwarming in een gewone huisoven resulteerde in de verdamping van het grootste deel van het organische materiaal, poreuze titania-films achterlatend", aldus TU Delft-onderzoeker dr. Duncan McMillan.

Oppervlakte

Door gebruik te maken van het nieuwe productieproces, Edward van Amelrooij, Masterstudent Technische Natuurkunde, creëerde de eerste testapparaten:natuurlijke kleurstof-gesensibiliseerde zonnecellen. "De huidige productiemethoden vereisen ofwel een krachtig vacuüm of gespecialiseerde apparatuur die nodig is om de monsters te verwarmen tot 600°C Celsius, "zei McMillan. "Dit maakt het proces niet alleen erg duur, het levert ook platte lagen op die niet gestapeld kunnen worden, beperkte oppervlakte opleveren."

De nieuwe methode, in tegenstelling tot, maakt gebruik van enzymgestuurde afzetting in een paar minuten, gevolgd door verdamping die kan worden bereikt in een standaard thuisoven. wonderbaarlijk, het bleek dat er maar liefst 50 van deze titanialagen gestapeld kunnen worden. Bovendien, Dr. Stephan Eijt, ook van de TU Delft, gebruikte positron-annihilatiespectroscopie om te onthullen dat de titania-lagen zeer poreus waren. McMillan:"Deze poreuze aard geeft ons toegang tot een groot oppervlak. We denken dat dit zal resulteren in een hoog zonnecelrendement in combinatie met bestaande technologieën"

Goedkoop

De nieuwe productiemethode, die eenvoudig op te schalen moet zijn, opent ook de deur om op een duurzame manier goedkope titania-films te produceren. "Dit kan heel goed leiden tot goedkoop geconstrueerde zonnecellen die kunnen worden geïntegreerd in de ramen van huizen of kantoren, " zei McMillan. De onderzoekers werken momenteel aan het verbeteren van de prestaties en stabiliteit van de zonnecellen door verschillende kleurstoffen te gebruiken en door de porositeit van de titania-lagen af ​​te stemmen.