Australische onderzoekers hebben nanotech-zonnecellen uitgevonden die dun, flexibel en gebruiken 1/100ste van de materialen van conventionele zonnecellen.

Afdrukbaar, flexibele zonnecellen die de kosten van hernieuwbare energie drastisch kunnen verlagen, zijn ontwikkeld door promovendus Brandon MacDonald in samenwerking met zijn collega's van CSIRO's Future Manufacturing Flagship en het Bio21 Institute van de University of Melbourne.

Hun gepatenteerde technologie is gebaseerd op inkten die kleine, halfgeleidende nanokristallen, die direct op verschillende oppervlakken kan worden afgedrukt.

Door de juiste combinatie van inkt en oppervlak te kiezen is het mogelijk om met zeer weinig materiaal of energie efficiënte zonnecellen te maken.

“Het probleem met traditionele zonnecellen, ' zegt Brandon, "is dat het maken ervan veel complexe en energie-intensieve stappen vereist."

“Met behulp van nanokristalinkten, ze kunnen continu worden vervaardigd, dat verhoogt de doorvoer en zou de cellen veel goedkoper moeten maken om te produceren.”

Nanokristallen, ook wel kwantumstippen genoemd, zijn halfgeleidende deeltjes met een diameter van enkele miljoenste millimeters. Door hun extreem kleine formaat kunnen ze in een oplossing blijven hangen.

Deze oplossing kan vervolgens op verschillende materialen worden aangebracht, inclusief flexibele kunststoffen of metaalfolies. Het wordt vervolgens gedroogd om een ​​dunne film te vormen.

Brandon en zijn collega's ontdekten dat ze door het afzetten van meerdere lagen nanokristallen eventuele defecten die tijdens het droogproces zijn ontstaan, kunnen opvullen.

Het resultaat is een dicht opeengepakte, uniforme film, ideaal voor lichtgewicht zonnecellen.

De nanokristallen bestaan ​​uit een halfgeleidend materiaal genaamd cadmiumtelluride, wat een zeer sterke lichtabsorbeerder is. Dit betekent dat de resulterende cellen zeer dun kunnen worden gemaakt.

“De totale hoeveelheid materiaal die in deze cellen wordt gebruikt, is ongeveer 1% van wat je zou gebruiken voor een typische siliciumzonnecel.

Zelfs vergeleken met andere soorten cadmiumtelluridecellen zijn de onze veel dunner, ongeveer een tiende zoveel materiaal gebruiken, ' zegt Brandon.

De technologie beperkt zich niet tot zonnecellen. Het kan ook worden gebruikt om afdrukbare versies van andere elektronische apparaten te maken, zoals lichtemitterende diodes, lasers of transistoren.

Voor zijn werk heeft Brandon de DuPont Young Innovator's Award 2010/11 ontvangen en zijn werk is gepubliceerd in het tijdschrift Nano-letters .