Fool's Gold för solpaneler

Ett av de bästa materialen för att göra billiga solceller är järnkis (bättre känt som dårens guld), enligt forskare vid University of California, Berkeley och Lawrence Berkeley National Laboratory.

Forskarna nyligen publicerade en artikel i Miljövetenskap och teknik som kartlägger 23 halvledande material med egenskaper som gör dem lovande för att omvandla solljus till elektricitet. De utvärderade kostnaden och överflöd av dessa material för att avgöra vilka som skulle fungera bra för lågkostnadssolceller som skulle kunna tillverkas i antal som är tillräckligt stora för att tillgodose världens elbehov. Dagens solceller är mestadels gjorda av kisel – vilket är dyrt att förädla och rena – eller från tunna filmer av kadmiumtellurid, som innehåller relativt sällsynta eller giftiga grundämnen, vilket gör det svårt eller omöjligt att skala upp dem för att tillhandahålla all världens elektricitet.

Forskarna hävdar att forskningen bör inriktas på material som är billiga och tillräckligt rikliga för att enkelt kunna tillgodose världens energibehov. Järnsulfid (pyrit), eller dårguld, stack ut från alla andra alternativ, tätt följt av amorft kisel, ett material som används i vissa solceller idag. De uppskattar att dessa material kan ge 100 till 1 000 gånger världens nuvarande elbehov.

Men det kan finnas en hake. Även om dårarnas guld i teorin kan lysa som ett solcellsmaterial, kommer det att vara utmanande att uppnå de teoretiska prestationsnivåerna. Från en annan studie publicerad 2000 :

För ungefär 20 år sedan föreslogs pyrit (FeS2) som en lovande kandidat för [prospektiv] användning som fotovoltaiskt absorberande material för tunnfilmssolceller. Bland dess fysikaliska egenskaper - den mycket höga absorptionskoefficienten och ett lämpligt energibandgap (Eg≈0,95 eV) för fotovoltaisk energiomvandling - ansågs också dess icke-toxicitet och dess sammansättning från rikliga element som särskilda fördelar med pyrit.

Löftena kunde dock inte infrias. Även om kvantverkningsgraden och fotoströmmarna var rimligt höga för enkristallina pyritprover, översteg de öppna kretsspänningarna aldrig cirka 200 mV vid rumstemperatur, alldeles för lågt jämfört med bandgapet för pyrit. Den högsta effektiviteten som hittills rapporterats är cirka 2,8 %.

Dölj