A szilícium alapú fotovoltaikus cellák gyártásakor egy szilícium-oxidból álló réteget is fel kell vinni, az eljárás azonban egyáltalán nem egyszerű. A szakértők úgy vélik, hogy a szilícium alapú napelemek gyártásában komoly előrelépés lesz, ha sikerül egy egyszerű módszert találni a szilícium-oxidból álló plusz réteg felvitelére. A szaúd-arábiai Abdullah Király Tudományos és Műszaki Egyetem (KAUST) csapata az iparból jól ismert, az elektronikai eszközök gyártásakor használt plazmafeldolgozás segítségével érhetett el áttörést. A kísérletben egy szén-dioxiddal töltött kamrának is jutott szerep.

A félvezető szilícium igen népszerű választás a fotovoltaikus cellák létrehozásakor, a becslések alapján 90 százalékban ebből az anyagból készülnek a termékek. Amikor a szilíciumhoz egyéb válogatott anyagokat adnak, a napsugárzás energiájának hatására a rétegben lévő elektronok áramot állítanak elő, írta a techxplore.com.

Areedzs Alzahrani, a KAUST PhD-hallgatója szerint a sugárzásnak kitett felület ugyanakkor problémához vezet. A felszínen az atomok kevésbé képesek összekapcsolódni, ez pedig megnehezíti, hogy a napsugárzás által kilökött elektronok végül visszakerüljenek abba a „lyukba”, ahonnan korábban kiszabadultak. A folyamat megakadályozható, amennyiben egy szilícium-oxidból álló réteget visznek fel a cellákra.

Bár erre már számos technológia létezik, mindegyiknek megvan a maga nehézsége és korlátja, az eljárások ráadásul viszonylag költségesek is. Alzahrani és kollégái ezért döntöttek úgy, hogy érdemes újabb módszert kifejleszteni.

Az új megoldás lényege, hogy a szilíciumot szén-dioxidnak teszik ki ionizált gázban, azaz plazmában. Az eljárás során kontrollált körülmények között rakódik le a szilícium-oxid, melyre aztán egy újabb szilíciumból álló, finom réteg kerül. Alzahraniék szerint ezzel a módszerrel jelentősen csökkenthetik az előállítás költségét, de a technológiának egyéb előnyei is vannak.

A kutatók is meglepődtek, hogy az eljárás során ultravékony, megfelelő mikroszerkezetű réteg jön létre. Azt is felfedezték, hogy az így kialakított hártya magasabb hőmérsékleteken is stabil marad, ami újabb érv a technológia mellett.

Fontos kiemelni, hogy a szakértők egyelőre csak magát az eljárást dolgozták ki, valódi napelemeket még nem hoztak létre a módszerrel. A csapat ennek ellenére bízik benne, hogy technikájukkal tovább csökkenhet a panelek előállításának költsége.