A szaúd-arábiai Abdullah Király Tudományos és Műszaki Egyetem (KAUST) csapata új módszert dolgozott ki a megbízható napelemcellák létrehozására – írta az alternativenergia.hu. Az eljárás lényege, hogy a kvantumpont-technológiára alapozva rendkívül vékony és sima rétegeket alakítanak ki. A kolloidos kvantumpontok olyan apró félvezető részecskék, melyek különböző hullámhosszokon képesek elnyelni a fényt. Ezek előnye, hogy jól elkeverhetőek folyékony oldószerekben. Egyes kutatók éppen ezt használták ki, és olyan festékeket hoztak létre, melyek hajlítható műanyag lapokra vihetők fel. A probléma az, hogy a levegő és az UV-sugárzás hatására ezek hatékonysága jelentősen csökken. Ahmad Kirmani, a KAUST munkatársa szerint 2014 előtt a kolloidos kvantumpontokon alapuló napelemek igen instabilak voltak, és a kontrollált környezeteken kívül egyszerűen nem maradtak életképesek. Ez a tervezési módszerek fejlődésének köszönhetően változott meg, ami nemcsak az eszközök stabilitását, hanem az energiatermelés hatékonyságát is növelte.

Az új cellákban az apró részecskéket két vékony elektronszállító réteg közé helyezik, melyekhez UV-ellenálló anyagokat adnak. Ezek nemcsak a töltések kinyerését, hanem a pontok védelmét is szolgálják. Kirmaniék azt is felfedezték, hogy a rétegek méretének csökkentésével tovább növelhetik a hatékonyságot.

A csapat egy kétlépéses technikát dolgozott ki a rétegek létrehozására. Először egy indium-oxid bevonatot visznek fel egy átlátszó elektródára, majd egy cink-oxid réteg következik. Az eljárásnak köszönhetően egy igen vékony, de sima felület jön létre. „Eleinte a felszíni szabálytalanságok miatt szenvedtünk az eszköz reprodukálhatóságával” – mondta Kirmani hozzátéve, hogy felismerték: az ultravékony rétegek jobban tapadnak az aljzathoz. Végül az oldat koncentrációjának optimalizálásával érték el az áttörést.

A kontrolleszközökkel végzett kísérletek alapján a cink-indium kombinációja növelte a cellák élettartamát, sugárzással szembeni ellenállóságát, illetve stabilitását. A szakértők bíznak benne, hogy a rendszer további tökéletesítésével a gyakorlatban is jól alkalmazható rendszert hozhatnak létre.