Wetenschappers van het USC hebben een mogelijk pad ontwikkeld naar goedkope, stabiele zonnecellen gemaakt van nanokristallen die zo klein zijn dat ze als vloeibare inkt kunnen bestaan ​​en op heldere oppervlakken kunnen worden geverfd of afgedrukt.

De zonne-nanokristallen zijn ongeveer vier nanometer groot - wat betekent dat er meer dan 250, 000, 000, 000 op de kop van een speld — en laat ze drijven in een vloeibare oplossing, dus "zoals je een krant afdrukt, je kunt zonnecellen printen, " zei Richard L. Brutchey, assistent-professor scheikunde aan het USC Dornsife College of Letters, Kunsten en Wetenschappen.

Brutchey en USC-postdoctoraal onderzoeker David H. Webber ontwikkelden een nieuwe oppervlaktecoating voor de nanokristallen, die zijn gemaakt van de halfgeleider cadmiumselenide. Hun onderzoek wordt deze maand als een "hot artikel" gepresenteerd in het internationale tijdschrift voor anorganische chemie Dalton-transacties .

Vloeibare nanokristallijne zonnecellen zijn goedkoper te fabriceren dan beschikbare monokristallijne siliciumwafelzonnecellen, maar zijn lang niet zo efficiënt in het omzetten van zonlicht in elektriciteit. Brutchey en Webber hebben een van de belangrijkste problemen van vloeibare zonnecellen opgelost:hoe maak je een stabiele vloeistof die ook elektriciteit geleidt.

Vroeger, organische ligandmoleculen werden aan de nanokristallen vastgemaakt om ze stabiel te houden en te voorkomen dat ze aan elkaar plakten. Deze moleculen isoleerden ook de kristallen, waardoor de hele zaak verschrikkelijk is in het geleiden van elektriciteit.

"Dat was een echte uitdaging op dit gebied, ' zei Brutchey.

Brutchey en Webber ontdekten een synthetisch ligand dat niet alleen goed werkt bij het stabiliseren van nanokristallen, maar bouwt eigenlijk kleine bruggen die de nanokristallen verbinden om stroom te helpen overbrengen.

Met een relatief lage temperatuur proces, de methode van de onderzoekers maakt het ook mogelijk dat zonnecellen op plastic kunnen worden geprint in plaats van op glas zonder problemen met smelten - wat resulteert in een flexibel zonnepaneel dat overal kan worden gevormd.

Terwijl ze hun onderzoek voortzetten, Brutchey zei dat hij van plan is te werken aan nanokristallen die zijn gemaakt van andere materialen dan cadmium. die beperkt is in commerciële toepassingen vanwege toxiciteit.

"Hoewel de commercialisering van deze technologie nog jaren weg is, we zien een duidelijk pad voorwaarts om dit te integreren in de volgende generatie zonneceltechnologieën, ' zei Brutchey.