Jedan od najefikasnijih sistema u generisanju električne energije iz sunčeve svjetlosti su solarne ćelije na bazi silicijuma. Njihova izrada može biti veoma skupa i energetski zahtijevna, pored toga što je teška i glomazna. Uglavnom se postavlja na krovove i distribuira u solarnim farmama. Trenutne ultra tanke alternative se sastoje od toksičnih elemenata kao što su olovo i kadmijum ili sadrže rijetke elemente kao što su indijum ili telur.
Tim istraživača sa: ICFO, University College London i Imperial College London je osmislio novu tehniku inžinjeringa za neorganske solarne ćelije koje postižu rekordnu efikasnost konverzije energije. Značajno su povećali efikasnost novijeg tipa solarnih ćelija baziranim na nanokristalima AgBiS2. Sastoji se od netoksičnih elemenata bogatih zemljom, proizvedenih u uslovima sa niskim temperaturama i sa jeftinijim tehnikama obrade rastvora. Nanokristali na bazi bizmuta mogu se ugraditi u ultra tanke solarne ćelije i pokazali su se kao veoma stabilni.
Nekonvencijalnim pristupom koji se naziva poremećaj katjona, tim je pametno konstruisao slojeve nanokristala u ćelijama koristeći blagi proces žarenja. Bili su u stanju da podese atomske pozicije katjona unutar rešetke da bi prisilili razmjenu katjona i postigli homogenu distribuciju.
Istraživači su dokazali da ovaj poluprovodnički materijal pokazuje koeficijent apsorpcije 5-10 puta veći od bilo kog drugog materijala koji se trenutno koristi u fotonaponskoj tehnologiji.
Koristeći složeno računarsko modeliranje, istraživači sa UCL otkrili su da ravnomjerno širenje atoma srebra i bizmuta povećava količinu svjetlosti koju nanokristali apsorbuju. Tim sa ICFO je proizveo ultra tanku solarnu ćeliju obrađenu rastvorom, deponovanjem nanokristala AgBiS2, sloj po sloj. Zabilježili su efikasnost konverzije energije za više od 9% za uređaje koji nisu deblji od 100 nm, što je 10-50 puta tanje od sadašnjih tankoslojnih fotonaponskih tehnologija i 1000 puta tanji od silikonskih.
Istraživač Šon Kavana, rekao je da sagledavajući osnovnu hemiju i fiziku materijala, njihovo istraživanje može pomoći u dizajnu uređaja visokih performansi, niskih troškova a može podržati i zelenu ekonomiju. Određene solarne ćelije napravile su ogromne skokove u efikasnosti za manje od jedne decenije, sa 1-2% na 9%. Moguća su i dalja poboljšanja a cilj im je povećanje efikasnosti, tako da budu uporedive sa solarnim ćelijama na bazi silicijuma.
Profesor Gerasimos Konstantatos istakao je da su uređaji u ovom istraživanju postavili rekord među ekološki prihvatljivim neorganskim solarnim ćelijama na niskim temperaturama i rastvorima u pogledu stabilnosti. Nastaviće sa istraživanjima kako bi iskoristili svojstva u fotonaponskim uređajima, kao i u drugim optoelektronskim uređajima.
Izvor: inceptivemind.com
