Ta del av allt innehåll på Aktuell Hållbarhet
Starta din prenumeration

Prenumerera

Tisdag07.07.2020

Kontakt

Annonsera

Meny

Starta din prenumeration

Prenumerera

Sök

Klimat

Nu kommer nya generationens solceller

Publicerad: 14 April 2010, 05:58

Smarta lösningar kan dra ner både kostnader och materialåtgång.


Ämnen i artikeln:

TeknikMiljöteknikSolenergiForskning

Enligt många skeptiker är solenergin för dyr och ineffektiv för att kunna utgöra en betydande del av framtidens energimix. I bästa fall konverterar de befintliga solcellerna 20 procent av den inkommande solstrålningen till användbar energi, samtidigt som de kräver mängder med energi och material i tillverkningen.

Men enligt New Scientist kommer den nya generationens solcellsmoduler förhoppningsvis att tysta all sådan kritik. De är smärta, flexibla och mångsidiga – och konsumerar bara en bråkdel av materialet och kostnaderna för en traditionell solcellsmodul. Och tekniken banar väg för en mängd nya tillämpningar: allt från solladdade mobiltelefoner och bärbara datorer till slimmade generatorer som kan sitta nästan osynliga på en byggnads krökta ytor eller fönster.

Normalt sett består solceller av ett enda platt lager av ljusabsorberande halvledare. Ett alternativ som nu undersöks är att ersätta detta lager med en film av vertikala nanotrådar, som fungerar som extremt tunna halvledare. Ljuset studsar mellan nanotrådarna och optimerar ljusabsorptionen.

Bättre absorption räcker dock inte, utan ljuset måste även förvandlas till laddningsbärare såsom elektroner, och då är nanotrådens interna kristallstruktur avgörande för resultatet. Forskare på University of California har utfört experiment där de bytt ut den vanliga halvledaren kisel mot kadium-tellurid. Resultatet blev solceller som inte kräver lika mycket material som de konventionella, men som bara konverterar cirka 6 procent av solstrålningen till användbar energi. Den låga omvandlingsfrekvensen beror delvis på den vertikala designens svaghet: trådarnas spetsar täcker endast några få procent av cellens solgfångande yta.

Detta
problem verkar dock ha lösts, tack vare Harry Atwater och hans kollegor på California Institute of Technology. Istället för nanotrådar föreslår de att man använder något tjockare kiselstavar och fyller utrymmet mellan dem med flytande polymer innehållande ljusreflekterande nanopartiklar. Polymererna sprider utan absorption ljuset tillbaka till stavarna och möjliggör, i kombination med ett reflekterande silverlager i botten, en ljusabsorbering på upp till 85 procent. Dock gör brister i mikrostavarnas kristallstruktur att den totala effektiviteten hamnar under den 20-procentiga omvandlingsfrekvens som de bästa befintliga kiselcellerna uppnår.

Den
stora skillnaden är dock materialåtgången. De nya solcellerna använder endast en hundradel av materialet, men uppnår alltså nästan samma effektivitet. Dessutom har de en helt annan flexibilitet och kan i princip fästas varsomhelst.
– De kan till exempel integreras i byggnader, där komponenterna matchas med formen på takpannorna, säger Harry Atwater till New Scientist.

University of Illinois utvecklas en liknande solcellslösning. De tillverkar solceller som trycks på en flexibel polymeryta, som kan göras nästan genomskinlig genom att man sprider ut cellerna på polymersubstratet. Så i framtiden kan vi få se fönster med solceller fästa direkt på glaset!

Tomas Tirén

Dela artikeln:


Håll dig uppdaterad med vårt nyhetsbrev

Genom att skicka in mina uppgifter godkänner jag Bonnier Business Media AB:s (BBM) allmänna villkor. Jag har även tagit del av BBM:s personuppgiftspolicy.