Za većinu ljudi, eksperimenti u kojima je uključena obična kućna mikrotalasna pećnica ne idu mnogo dalje od naduvavanja belog sleza kao balona ili podgrevanja ostataka ručka u plastičnim posudama - oba eksperimenta se završavaju sa neredom. Za metalurge, međutim, mikrotalasi se ponekad koriste za efikasnu obradu metala, što je zapravo dovelo do toga da istraživači sa Univerziteta u Juti, SAD, koriste polovni kuhinjski element u svojoj laboratoriji.
Njihova snalažljivost se nedavno isplatila, kada je tim otkrio metod za stvaranje materijala za izradu solarnih ćelija sa samo nekoliko osnovnih sastojaka i korišćenjem stare mikrotalasne pećnice.
Materijal se zove CZTS prema njegovim komponentama (Copper - bakar, Zinc - cink, Tin - kalaj i Sulfur - sumpor), i poznato je da funkcioniše kao solarni poluprovodnik, pretvarajući sunčeve zrake u korisnu električnu energiju. Naučnici su tek nedavno počeli da ga koriste za proizvodnju komercijalno dostupnih solanrih ćelija, pošto ga njegovi jeftini, ekološki sastojci čine savršenim partnerom sa zelenim izvorima energije. Nažalost, CZTS je bio težak za pravljenje u prošlosti i obično zahteva više komplikovanih metoda koje uključuju hemijske suspenzije.
Probušite film sa viljuškom ili sličnim predmetom
Prašant Sarsvat (Prashant Sarswat) i Majkl Fri (Michael Free), dva inženjera metalurgije na Univerzitetu u Juti, osmislili su jeftiniji, brži metod korišćenjem mikrotalasne pećnice spašane iz studentske kuhinje. Par je rastvorio acetat soli svakog metala u rastvoru od oleilamina i stavili su tu smesu pravo u mikrotalasnu pećnicu.
Nakon samo 8 minuta, nanokristali potrebni da formiraju CZTS su počeli da se formiraju i dostigli su ekvivalentne veličine posle 18 minuta, što nije loše u odnosu na prethodne metode koje zahtevaju 45 do 90 minuta za pripremu.
Dobijeni CZTS je suspendovan u suspstancu nalik mastilu, koje može biti ofarbano na većini površina ili kombinovano sa drugim supstancama kako bi se izgardila funkcionalna solarna ćelija. Sarsvat i Fri su čak izgradili malu fotonaponsku ćeliju kako bi dokazali da njihov CZTS napravljen u mikrotalasnoj pećnici funkcioniše.
Ostavljanje CZTS u mikrotalasnoj na određeno vreme će takođe formirati različite veličine nanokristala, dajući materijalu različita svojstva. Veći kristali apsorbuju toplotu i pretvaraju je u električnu energiju, dok manji kristali mogu biti napravljeni da emituju svetlost na određenim energetskim nivoima. Dva istraživača veruju da ovo može dovesti do LED dioda koje zahtevaju manje energije.
Ne pokušavajte ovo kod kuće! Očigledno
Sa jeftinijim, manje toksičnim sastojcima od većine poluprovodnika u kombinaciji sa lakšim procesom proizvodnje, CZTS je spreman da postane široko rasprostanjeni materijal u velikom broju industrijskih grana. Međutim, istraživački tim je upozorio da većina ljudi ne bi trebalo da se upuste u proizvodnju CZTS u sopstvenim mikrotalasnim pećnicama kod kuće, jer, kao što definitvno znate, stavljanje metala u mikrotalasnu može biti opasno.
Metalurzi Sarsvat i Fri su takođe naučili tokom svog istraživanja da je istraživački tim na Univerzitetu u Oregonu razvijao sličan mikrotalasni metod, iako njihov proces koristi različite hemikalije. Par metalurga sada obavlja dalje eksperimente kako bi poboljšali svoj proces i pronašli više aplikacija za CZTS. Pored solarnih ćelija, oni su takođe posmatrali mogućnost inkorporiranja materijala u biološke senzore, vodonične gorivne ćelije i elektronska kola, ali još uvek je rano da se kaže kada, ili da li će, bilo koja od ovih ideja dovesti do komercijalnog proizvoda.
