Les trois chercheurs de gauche à droite :Dr Ross Hatton, Dr Silva Varagnolo et Dr Jaemin Lee. Crédit :Université de Warwick
Une façon innovante de modeler les métaux a été découverte par des scientifiques du département de chimie de l'université de Warwick, ce qui pourrait rendre la prochaine génération de panneaux solaires plus durable et moins chère.
L'argent et le cuivre sont les conducteurs électriques les plus largement utilisés dans l'électronique moderne et les cellules solaires. Cependant, les méthodes conventionnelles de modelage de ces métaux pour créer le motif souhaité de lignes conductrices sont basées sur l'élimination sélective du métal d'un film par gravure à l'aide de produits chimiques nocifs ou impression à partir d'encres métalliques coûteuses.
Des scientifiques du Département de chimie de l'Université de Warwick, ont développé un moyen de modeler ces métaux qui s'avérera probablement beaucoup plus durable et moins cher pour une production à grande échelle, car il n'y a pas de déchets métalliques ni d'utilisation de produits chimiques toxiques, et le procédé de fabrication est compatible avec un traitement rouleau à rouleau continu.
Le travail est rapporté dans l'article "Dépôt sélectif de films d'argent et de cuivre par modulation du coefficient de condensation, " publié en avant-première le 13 août dans la revue Horizons de matériaux .
Grâce à un financement de 1,15 M £ du UK Engineering and Physical Sciences Research Council, Le Dr Ross Hatton et le Dr Silvia Varagnolo ont découvert que l'argent et le cuivre ne se condensent pas sur des films extrêmement minces de certains composés organiques hautement fluorés lorsque le métal est déposé par simple évaporation thermique.
L'évaporation thermique est déjà largement utilisée à grande échelle pour fabriquer le film métallique mince à l'intérieur des paquets croustillants, et les composés organofluorés sont déjà monnaie courante comme base de casseroles antiadhésives.
Un exemple d'un métal à motifs fabriqué à l'aide de la nouvelle technique. Crédit :Université de Warwick
Les chercheurs ont montré que la couche organofluorée n'a besoin que de 10 milliardièmes de mètre d'épaisseur pour être efficace, et donc seules de petites quantités sont nécessaires.
Cette approche non conventionnelle laisse également la surface métallique non contaminée, qui, selon Hatton, sera particulièrement important pour les capteurs de prochaine génération, qui nécessitent souvent des films à motifs non contaminés de ces métaux comme plates-formes sur lesquelles les molécules de détection peuvent être attachées.
Pour aider à relever les défis posés par le changement climatique, il y a un besoin de couleur accordable, des cellules solaires flexibles et légères pouvant être produites à faible coût, en particulier pour les applications où les cellules solaires au silicium rigide conventionnelles ne conviennent pas, comme dans les voitures électriques et les cellules solaires semi-transparentes pour les bâtiments.
Cellules solaires à base de couches minces d'organique, les semiconducteurs pérovskites ou nanocristaux ont tous le potentiel de répondre à ce besoin, bien qu'ils nécessitent tous un faible coût, électrode transparente souple. Hatton et son équipe ont utilisé leur méthode pour fabriquer des cellules solaires organiques semi-transparentes dans lesquelles l'électrode d'argent supérieure est ornée de millions de minuscules ouvertures par centimètre carré, ce qui ne peut être réalisé par aucun autre moyen évolutif directement au-dessus d'un appareil électronique organique.
Le Dr Hatton du Département de chimie de l'Université de Warwick commente :
« Cette innovation nous permet de réaliser le rêve d'une véritable flexibilité, des électrodes transparentes adaptées aux besoins de la génération émergente de cellules solaires à couches minces, ainsi que de nombreuses autres applications potentielles allant des capteurs au verre à faible émissivité."
