Un processo che combina alcuni materiali relativamente economici e lo stesso antigelo che impedisce il congelamento del radiatore di un'automobile quando fa freddo può essere la chiave per realizzare celle solari che costano meno ed evitano composti tossici, espandendo ulteriormente l'uso dell'energia solare.

E quando perfezionato, questo approccio potrebbe anche cuocere le celle solari in un forno a microonde simile a quello della maggior parte delle cucine.

Gli ingegneri dell'Oregon State University hanno stabilito che il glicole etilenico, comunemente usato nei prodotti antigelo, può essere un solvente a basso costo che funziona bene in un reattore a "flusso continuo" - un approccio alla produzione di celle solari a film sottile facilmente scalabile per la produzione di massa a livello industriale.

La ricerca, appena pubblicato in Lettere materiali , una rivista professionale, ha anche concluso che questo approccio funzionerà con CZTS, o solfuro di stagno zinco rame, un composto di notevole interesse per le celle solari grazie alle sue eccellenti proprietà ottiche e al fatto che questi materiali sono economici e rispettosi dell'ambiente.

"L'uso globale dell'energia solare può essere frenato se i materiali che utilizziamo per produrre le celle solari sono troppo costosi o richiedono l'uso di sostanze chimiche tossiche nella produzione, " ha detto Greg Herman, un professore associato presso l'OSU School of Chemical, Ingegneria biologica e ambientale. "Abbiamo bisogno di tecnologie che utilizzino abbondanti, materiali economici, preferibilmente quelli che possono essere estratti negli Stati Uniti. Questo processo offre questo."

Al contrario, molte celle solari oggi sono realizzate con CIGS, o diseleniuro di rame indio gallio. L'indio è relativamente raro e costoso, e per lo più prodotti in Cina. L'anno scorso, i prezzi dell'indio e del gallio utilizzati nelle celle solari CIGS erano circa 275 volte superiori allo zinco utilizzato nelle celle CZTS.

La tecnologia in fase di sviluppo presso l'OSU utilizza glicole etilenico in reattori mesofluidici in grado di offrire un controllo preciso della temperatura, tempo di reazione, e il trasporto di massa per ottenere una migliore qualità cristallina e un'elevata uniformità delle nanoparticelle che compongono la cella solare, tutti fattori che migliorano il controllo della qualità e le prestazioni.

Questo approccio è anche più veloce:molte aziende usano ancora la sintesi "batch mode" per produrre nanoparticelle CIGS, un processo che alla fine può richiedere fino a un'intera giornata, rispetto a circa mezz'ora con un reattore a flusso continuo. La velocità aggiuntiva di tali reattori ridurrà ulteriormente i costi finali.

"Per la produzione industriale su larga scala, tutti questi fattori – costo dei materiali, velocità, controllo di qualità – può tradursi in denaro, "Herman ha detto. "L'approccio che stiamo utilizzando dovrebbe fornire celle solari di alta qualità a un costo inferiore".

Le prestazioni delle celle CZTS in questo momento sono inferiori a quelle delle CIGS, dicono i ricercatori, ma con ulteriori ricerche sull'uso di droganti e un'ulteriore ottimizzazione dovrebbe essere possibile creare un'efficienza delle celle solari comparabile.