ENGINEERINGNET.BE - In verschillende soorten zonnecellen worden dunne laagjes titaandioxide (titania) gebruikt. De methoden waarmee deze titania-films momenteel worden gefabriceerd, vereisen hoge temperaturen en dure, hoogwaardige technologieën.
Onderzoekers van TU Delft hebben nu het enzym papaïne gebruikt in een eenvoudig ‘dompelcoating-proces’. Papaïne komt van nature voor in papajavruchten.
"Door het sample voorzichtig te verwarmen in een gewone huis-tuin-en-keukenoven, verdampte het meeste organische materiaal en bleven poreuze titanialaagjes achter", aldus onderzoeker Duncan McMillan van de TU Delft.
Edward van Amelrooij, MSc-student Technische Natuurkunde, maakte met de nieuwe methode een aantal test-zonnecellen, zogeheten DSC-zonnecellen.
"De huidige productiemethoden voor dit soort zonnecellen vereisen ofwel een krachtig vacuüm, ofwel gespecialiseerde apparatuur om de monsters mee te verwarmen tot 600°C", aldus McMillan.
"Dit maakt het proces erg duur. Ook levert het vlakke lagen op die niet op elkaar kunnen worden gestapeld, wat leidt tot een beperkt oppervlak."
De nieuwe methode maakt gebruik van enzymatische depositie die een paar minuten duurt, gevolgd door verdamping in een standaardoven. Tijdens het onderzoek bleek dat minstens 50 van de op deze manier geproduceerde titania-lagen op elkaar zijn te stapelen.
Met behulp van positron annihilatie spectroscopie werd aangetoond dat de titania-lagen zeer poreus waren. McMillan: "Deze poreusheid geeft ons toegang tot een groot oppervlak. We denken dan ook dat onze methode, gecombineerd met bestaande technologieën, zonnecellen met een hoog rendement oplevert."
De nieuwe productiemethode, die eenvoudig is op te schalen, biedt de mogelijkheid om duurzaam en goedkoop titania-laagjes te produceren.
De onderzoekers werken momenteel aan het verhogen van de prestaties en de stabiliteit van de zonnecellen, door het gebruik van verschillende kleurstoffen en door verder te sleutelen aan de poreusheid van de titania-lagen.
