Chalmers vs kisel


De bygger framtidens solceller med plast

Solen är inte bara förutsättningen för liv på jorden. Vår närmsta stjärna är dessutom en av våra största och säkraste energikällor. Solljuset kan användas både för att producera värme och elektricitet. Svårigheten ligger i att samla in det. För att producera elektricitet med solens hjälp använder vi framför allt solceller.

Dagens solceller är energikrävande

Men tekniken för att ta tillvara solenergi måste utvecklas. I dag görs solceller oftast av kisel. De är hyfsat effektiva, men det krävs mycket energi för att tillverka dem. Så mycket att det tar två-tre år innan en solcell betalat tillbaka den energi som gått åt vid tillverkningen och kan börja bidra till produktionen av ”ny” energi. Det gör också att solceller är dyra att köpa. Forskare världen över tävlar nu om att hitta billigare sätt att producera solceller och att göra dem mer effektiva.

Plaster är en billigare och enklare lösning

Plast är en väg att gå. Genom att använda halvledande plaster, så kallade polymerer, kan forskare göra nya typer av solceller. Inte fullt lika effektiva som kiselsolceller på att omvandla solljus till elektricitet – men med enormt mycket kortare återbetalningstid vad gäller energiåtgången för att framställa dem. Dessutom är den här sortens solceller särskilt lämpliga i vår del av världen, där himlen inte alltid är blå och solinstrålningen är mer diffus.

Massproduktion möjlig i tryckpressar

Våra forskare har visat att det går bra att framställa små ytor av halvledande plast som kan omvandla ljus till elektricitet. Utmaningen för dem är att göra detsamma på stora ytor. För det behövs en annan tillverkningsteknik. Man hoppas kunna trycka solceller, ungefär som man trycker en tidning. Då skulle solceller bli väldigt billiga att producera och man skulle kunna klä in riktigt stora ytor, hela husväggar om man vill.

Olika solceller har olika egenskaper

Om vi utvecklar olika typer av solceller kan vi bidra till att säkra energiproduktionen genom att välja olika solceller, med olika egenskaper, på olika platser. Solceller av kisel fungerar till exempel sämre ju varmare de blir, medan solceller av polymerer fungerar bättre ju varmare de blir. Solceller av kisel är bäst vid direkt solljus, medan solceller av polymerer är bra vid diffust ljus. Alternativen kommer säkert att bli fler i framtiden. Då kan vi bli ännu bättre på att skräddarsy energilösningar. Man kan till och med tänka sig en framtid där solceller används för att göra drivmedel.

Plastmaterial som isolering

Eftersom elektricitet behöver användas allt eftersom den produceras räcker det inte att utveckla bättre sätt att framställa elektricitet. Det gäller också att kunna transportera den tryggt och säkert långa vägar – under vatten eller under jord – från den plats där elen produceras till den plats där den ska användas i högspänningskablar. Oavsett om man vill göra kablarna tunnare eller om man vill höja spänningen i dem så heter lösningen bättre isolering. Då krävs nya, bättre material. Även där är plasten användbar. Våra forskare samarbetar med industrin för att förbättra dagens teknik. Kan vi utveckla effektiva sätt att transportera elektricitet långa sträckor utan stora elförluster, öppnar det också för nya möjligheter att producera elektricitet på ödsliga platser där det finns sol, vind eller vågor i överflöd.

Kontakt:
Mats Andersson, professor i polymerkemi, institutionen för kemi och bioteknik
031- 772  34 01, mats.andersson@chalmers.se

 
Bildtext: Mats Andersson tillsammans med delar av sin forskargrupp tittar på en solcell i form av en plastfilm, som är producerad inom ett EU-projekt som heter Sunflower. Från vänster i bild: doktorand Camilla Lindqvist, projektassistent Mattias Andersson, professor Mats Andersson och postdok Desta Gedefaw. Foto: Oscar Mattsson.