About / Advertise
Forskare vid University of Minnesota har lyckats skapa solceller som under speciella betingelser bygger upp sig själva med upp till 62 000 element. De hoppas kunna utveckla metoden till all slags elektronik, på en lång rad substrat.
I stora system kan gravitationen användas för att organisera element utan mänsklig påverkan, och i nanosystem kan kemiska processer användas. Men däremellan, i mikrometerområdet, är det mycket svårare. Forskarna Robert Knuesel och Heiko Jacobs vid University of Minnesota tror sig nu ha kommit en bit på vägen.
Resultatet av deras ansträngningar är en solcell med 62 000 element, i storlekar mellan 20 och 60 µm, bestående av kiselkuber där en sida är täckt av guld. Guldsidan täcktes med molekyler som attraherar vatten medan de övriga sidorna var täckta av molekyler som stöter bort vatten. När dessa element placerades i en skål med olja och vatten ordnade de sig snällt med guldsidan nedåt.
Substratet, en kopparfolie täckt med Pet-plast, försågs med uttag i Pet-plasten i samma storleksordning som elementen. När substratet sänktes ned i ett lodbad täcktes uttagen av lod. Substratet sänktes sedan ned i vattnet, under oljan.
När substratet sakta drogs upp ur vattnet genom gränsen mot oljan attraherades guldsidan av elementen till uttagen på substratet i 98 procent av fallen. Uppdragningen tog tre minuter. Substratet täcktes därefter med epoxy för att hålla elementen på plats, och en ledande elektrod lades till.
Vattnet var försurat, pH 2,0, och höll en temperatur på 95 grader för att lodpastan skulle hållas i smält tillstånd.
Forskarna ska nu gå vidare och testa metoden på mindre komponenter och större substrat. De menar att tekniken har potential att användas för att snabbt montera många olika typer av elektronikkomponenter på flera sorters substrat, inklusive plast, kisel och metall. Förutom solceller tänker sig forskarna även använda metoden för bildskärmar och måhända även speciella typer av halvledare.
Resultaten är publicerade i Proceedings of the National Academy of Sciences (länk).
