Een proces dat een aantal relatief goedkope materialen combineert met dezelfde antivries die ervoor zorgt dat de radiator van een auto niet bevriest bij koud weer, kan de sleutel zijn om zonnecellen te maken die minder kosten en giftige verbindingen vermijden. terwijl het gebruik van zonne-energie verder wordt uitgebreid.

En wanneer geperfectioneerd, deze benadering kan ook de zonnecellen koken in een magnetron die vergelijkbaar is met die in de meeste keukens.

Ingenieurs van de Oregon State University hebben vastgesteld dat ethyleenglycol, vaak gebruikt in antivriesproducten, kan een goedkoop oplosmiddel zijn dat goed functioneert in een "continue stroom"-reactor - een benadering voor het maken van dunnefilmzonnecellen die gemakkelijk kan worden opgeschaald voor massaproductie op industrieel niveau.

Het onderzoek, net gepubliceerd in Materiële Letters , een vakblad, concludeerde ook dat deze aanpak zal werken met CZTS, of koperzink-tinsulfide, een verbinding van aanzienlijk belang voor zonnecellen vanwege zijn uitstekende optische eigenschappen en het feit dat deze materialen goedkoop en milieuvriendelijk zijn.

"Het wereldwijde gebruik van zonne-energie kan worden tegengehouden als de materialen die we gebruiken om zonnecellen te produceren te duur zijn of het gebruik van giftige chemicaliën bij de productie vereisen, " zei Greg Herman, een universitair hoofddocent aan de OSU School of Chemical, Biologische en milieutechniek. "We hebben technologieën nodig die overvloedige, goedkope materialen, bij voorkeur degenen die in de VS kunnen worden gedolven. Dit proces biedt dat."

Daarentegen, veel zonnecellen worden tegenwoordig gemaakt met CIGS, of koper indium gallium diselenide. Indium is relatief zeldzaam en kostbaar, en meestal geproduceerd in China. Vorig jaar, de prijzen van indium en gallium gebruikt in CIGS-zonnecellen waren ongeveer 275 keer hoger dan het zink dat in CZTS-cellen werd gebruikt.

De technologie die bij OSU wordt ontwikkeld, maakt gebruik van ethyleenglycol in mesofluïdische reactoren die nauwkeurige temperatuurregeling kunnen bieden, reactietijd, en massatransport voor een betere kristallijne kwaliteit en hoge uniformiteit van de nanodeeltjes waaruit de zonnecel bestaat - allemaal factoren die de kwaliteitscontrole en prestaties verbeteren.

Deze aanpak is ook sneller - veel bedrijven gebruiken nog steeds "batchmodus" -synthese om CIGS-nanodeeltjes te produceren, een proces dat uiteindelijk wel een hele dag kan duren, vergeleken met ongeveer een half uur met een continue stroomreactor. De extra snelheid van dergelijke reactoren zal de uiteindelijke kosten verder verlagen.

"Voor grootschalige industriële productie, al deze factoren – materiaalkosten, snelheid, kwaliteitscontrole – kan zich vertalen in geld, Herman zei. "De aanpak die we gebruiken, moet zonnecellen van hoge kwaliteit opleveren tegen lagere kosten."

De prestaties van CZTS-cellen zijn momenteel lager dan die van CIGS, onderzoekers zeggen, maar met verder onderzoek naar het gebruik van doteerstoffen en aanvullende optimalisatie moet het mogelijk zijn om een ​​vergelijkbaar zonnecelrendement te creëren.