Это надежда Иллана Крамера (ECE). Крамер и его коллеги только что изобрели новый способ распыления солнечных элементов на гибкие поверхности с использованием крошечных светочувствительных материалов, известных как коллоидные квантовые точки (CQD), — важный шаг к тому, чтобы сделать солнечные элементы, наносимые распылением, легкими и дешевыми в производстве.
«Я мечтаю, чтобы в один прекрасный день два техника с рюкзаками« Охотников за привидениями »пришли к вам домой и опрыскали вашу крышу», — сказал Крамер, научный сотрудник отдела электротехники Эдварда С. Роджерса. Компьютерная инженерия в Университете Торонто и Канадском центре исследований и разработок IBM.Чувствительные к солнечному свету CQD, напечатанные на гибкой пленке, можно использовать для покрытия всех видов поверхностей странной формы, от садовой мебели до крыла самолета.
Поверхность размером с крышу вашего автомобиля, обернутая пленкой с покрытием CQD, будет производить достаточно энергии для питания трех 100-ваттных лампочек или 24 компактных люминесцентных ламп.Он называет свою систему SprayLD, игрой на производственном процессе под названием ALD, сокращенно от атомного осаждения, при котором материалы укладываются на поверхность толщиной в один атом за раз.До сих пор светочувствительные CQD можно было наносить на поверхности только с помощью периодической обработки — неэффективный, медленный и дорогостоящий подход к нанесению химического покрытия на конвейере.
SprayLD распыляет жидкость, содержащую CQD, непосредственно на гибкие поверхности, такие как пленка или пластик, как при печати газеты, путем нанесения чернил на рулон бумаги. Этот метод нанесения покрытия с рулона на рулон значительно упрощает включение солнечных элементов в существующие производственные процессы.
В двух недавних статьях в журналах Advanced Materials и Applied Physics Letters Крамер показал, что метод sprayLD можно использовать для гибких материалов без какой-либо серьезной потери эффективности солнечных элементов.Крамер построил свое устройство sprayLD, используя детали, которые легко доступны и довольно доступны по цене — он приобрел распылительную насадку, используемую на сталелитейных заводах для охлаждения стали с помощью мелкодисперсного водяного тумана, и несколько обычных воздушных щеток в художественном магазине.
«Это то, что вы можете построить в стиле Junkyard Wars, как мы это и сделали», — сказал Крамер. «Мы думаем об этом как о бескомпромиссном решении для перехода от пакетной обработки к рулонной продукции».«Поскольку солнечные технологии с квантовыми точками быстро развиваются в производительности, важно определить, как их масштабировать и сделать этот новый класс солнечных технологий производимым», — сказал профессор Тед Сарджент (ECE), заместитель декана по исследованиям факультета прикладных наук. Инженерное дело в Университете Торонто и руководитель Крамера. «Мы были в восторге, когда этот привлекательно производимый процесс нанесения покрытия распылением также привел к созданию устройств с превосходными характеристиками, демонстрирующими улучшенный контроль и чистоту».
В третьей статье журнала ACS Nano Крамер и его коллеги использовали суперкомпьютер IBM BlueGeneQ для моделирования того, как и почему распыленные CQD работают так же хорошо, а в некоторых случаях лучше, чем их аналоги с пакетной обработкой. Эта работа была поддержана Канадским центром исследований и разработок IBM и Университетом науки и технологий имени короля Абдаллы.