I pannelli solari a film sottile commercializzati sul mercato sono costituiti da elementi di terre rare come indio e gallio, o metalli altamente tossici come il cadmio. Entrambi questi tipi di pannelli solari a film sottile hanno i loro problemi, come l'alto costo e i problemi di utilizzo nei luoghi di vita.

Un team di scienziati del DGIST, guidato dal Dr. Jin-Kyu Kang e dal Dr. Dae-Hwan Kim, ha sperimentato pannelli solari realizzati con elementi più economici e più abbondanti. Ora, hanno pubblicato i risultati del loro ultimo studio in Materiali energetici avanzati . Il Dr. Kang approfondisce le ragioni in base alle quali hanno scelto i loro materiali per lo studio:"Le celle solari a film sottile che utilizzano bronzo (Cu-Sn) e ottone (Cu-Zn) come materiali di base sono composte da terre non tossiche abbondanti materiali, e sono stati studiati in tutto il mondo per il loro basso costo, elevata durabilità, e sostenibilità».

Però, l'utilizzo di queste leghe nella tecnologia a film sottile ha i suoi inconvenienti. Mentre l'efficienza teorica di questi pannelli corrisponde alle efficienze dei migliori prodotti del mercato, in pratica, tendono a sottoperformare drasticamente. Ciò è dovuto alla formazione di vari difetti nei materiali, come difetto di "punto", difetto di "superficie", e difetto di "volume", durante la "ricottura" (o il processo di riscaldamento e raffreddamento per realizzare un film CZTSSe). Questi difetti minano il flusso di corrente, con conseguente perdita di energia elettrica generata.

Perciò, gli scienziati volevano trovare un modo per sintetizzare la migliore qualità CZTSSe (rame, zinco, lattina, zolfo, e selenio) film sottili. Hanno giocato con il profilo di ricottura, che ha un forte effetto sulla granulometria del film sottile CZTSSe:più lungo è il tempo di ricottura e maggiore è la temperatura di ricottura, più grandi sono i grani, e minore è la perdita di elettricità.

Però, all'aumentare della temperatura e del tempo di ricottura, c'è un cambiamento nelle proprietà del film sottile CZTSSe a causa della decomposizione. Per aggirare questo problema, il team ha utilizzato uno speciale "metodo assistito da liquidi, " che ha permesso ai grani di CZTSSe di crescere a un ritmo più veloce. Ciò significava che i grani potevano crescere grandi anche a basse temperature, impedendo il cambiamento nelle proprietà del film sottile CZTSSe.

Con questa nuova osservazione, un ostacolo significativo è stato superato nella ricerca di energia solare a basso costo e rispettosa dell'ambiente. Il dottor Kim conclude, "La nostra tecnologia ha diverse applicazioni, anche nei dispositivi elettronici, beni familiari, edifici, e veicoli. La parte migliore è che le celle solari CZTS sono prive degli attuali inconvenienti di metalli tossici e rari. Possiamo installare ovunque vogliamo."