Heel binnenkort, het voeden van uw tablet kan zo simpel zijn als het in huishoudfolie wikkelen.

Dat is de hoop van Illan Kramer. Kramer en collega's hebben zojuist een nieuwe manier uitgevonden om zonnecellen op flexibele oppervlakken te spuiten met behulp van minuscule lichtgevoelige materialen die bekend staan ​​​​als colloïdale kwantumdots (CQD's) - een belangrijke stap in de richting van het eenvoudig en goedkoop maken van opgespoten zonnecellen.

"Mijn droom is dat er op een dag twee technici met Ghostbusters-rugzakken naar je huis komen en je dak besproeien, " zegt Kramer, een postdoctoraal onderzoeker bij The Edward S. Rogers Sr. Department of Electrical &Computer Engineering aan de Universiteit van Toronto en IBM Canada's Research and Development Centre.

Zonnegevoelige CQD's die op een flexibele film zijn gedrukt, kunnen worden gebruikt om allerlei vreemd gevormde oppervlakken te coaten, van terrasmeubilair tot vliegtuigvleugel. Een oppervlak ter grootte van het dak van uw auto, omwikkeld met CQD-gecoate folie, zou genoeg energie produceren om drie gloeilampen van 100 watt van stroom te voorzien - of 24 compacte fluorescentielampen.

Hij noemt zijn systeem sprayLD, een spel op het productieproces genaamd ALD, afkorting voor atoomlaagafzetting, waarbij materialen één atoomdikte per keer op een oppervlak worden gelegd.

Tot nu, het was alleen mogelijk om lichtgevoelige CQD's op oppervlakken op te nemen door middel van batchverwerking - een inefficiënte, langzame en dure assemblagelijnbenadering van chemische coating. SprayLD straalt een vloeistof die CQD's bevat rechtstreeks op flexibele oppervlakken, zoals film of plastic, zoals een krant printen door inkt op een rol papier aan te brengen. Deze roll-to-roll coatingmethode maakt het integreren van zonnecellen in bestaande productieprocessen veel eenvoudiger. In twee recente artikelen in de tijdschriften Geavanceerde materialen en Technische Natuurkunde Brieven , Kramer toonde aan dat de sprayLD-methode kan worden toegepast op flexibele materialen zonder groot verlies aan zonnecelefficiëntie.

Kramer bouwde zijn sprayLD-apparaat met onderdelen die gemakkelijk verkrijgbaar en redelijk betaalbaar zijn - hij kocht een sproeikop die in staalfabrieken wordt gebruikt om staal te koelen met een fijne waternevel, en een paar gewone airbrushes van een kunstwinkel.

"Dit is iets dat je op Junkyard Wars-manier kunt bouwen, dat is eigenlijk hoe we het deden, ", zegt Kramer. "We zien dit als een compromisloze oplossing om over te schakelen van batchverwerking naar roll-to-roll."

"Naarmate de kwantumdot-zonnetechnologie snel vooruitgaat in prestaties, het is belangrijk om te bepalen hoe ze kunnen worden geschaald en om deze nieuwe klasse van zonnetechnologieën produceerbaar te maken, " zei professor Ted Sargent, vice decaan, onderzoek aan de faculteit Applied Science &Engineering van de Universiteit van Toronto en Kramer's supervisor. "We waren opgetogen toen dit aantrekkelijk produceerbare spuitcoatingproces ook leidde tot apparaten met superieure prestaties die verbeterde controle en zuiverheid vertoonden."

In een derde artikel in het tijdschrift ACS Nano , Kramer en zijn collega's gebruikten IBM's BlueGeneQ-supercomputer om te modelleren hoe en waarom de gespoten CQD's net zo goed presteren als - en in sommige gevallen beter dan - hun in batch verwerkte tegenhangers. Dit werk werd ondersteund door het IBM Canada Research and Development Centre, en door King Abdullah University of Science and Technology.