Lovande testresultat med solceller gjorda på nanotrådar
Solceller är en helt ren energikälla, men än så länge för dyra och ineffektiva för att på allvar kunna konkurrera med traditionell energiproduktion. Många hoppas nu att nanotekniken ska ge solcellerna det stora lyftet. Än så länge har solceller, gjorda med nanoteknik, inte hittat ut från laboratorierna, men sedan i somras testar forskare vid Lunds Tekniska Högskola en helt egen typ av nanoteknik-tillverkade solceller i skarpt läge. Redan nu kan de konstatera att deras solceller kan alstra ström, enligt mätningar som gjorts i ett oberoende laboratorium i tyska Freiburg.
– Verkningsgraden är fortfarande låg, men det är skönt att få ett kvitto på att konceptet fungerar. Det är ganska fantastiskt att komponenterna fungerar bara efter två, tre års utveckling! Nu ska vi jobba vidare med att förbättra effektiviteten, kommenterar Magnus Borgström, forskare i fasta tillståndets fysik vid Lunds Tekniska Högskola.
Den bärande idén i Lundaforskarnas solceller är att med hjälp av så kallade nanotrådar, tusen gånger tunnare än ett hårstrå, kombinera olika typer av halvledarmaterial. Då kan solcellerna absorbera hela spektrat av solljuset vilket ökar effektiviteten avsevärt.
I förstoring ser solcellerna ut ungefär som en gräsmatta, där varje enskilt ”grässtrå” kan leda ström. På en kiselplatta växer stråna, eller trådarna, upp, atom för atom, i en komplex struktur.
Även andra forskare har använt sig av idén att kombinera olika halvledarmaterial för att öka solcellernas effektivitet. Men deras metoder har krävt extremt stor precision, vilket gjort dem väldigt dyra. Sådana solceller finns idag på satelliter ute i rymden, men det är inte ekonomiskt gångbart att använda dem för kommersiell elproduktion på jorden, menar Magnus Borgström.
– Våra solceller blir billiga att tillverka. För att få upp verkningsgraden så ska vi nu försöka få in fler nanotråder på samma yta. Vi undersöker också hur det elektriskt ledande lagret, som behövs för att göra kontakt till nanotrådarna, kan optimeras för att släppa igenom mer solljus än vad som nu är fallet, berättar Magnus Borgström.
– I mätningarna har vi sett att våra så kallade tunneldioder, som används som kontakt mellan olika ljusabsorberande delar i solcellen och som gör att ström kan flyta genom den sammansatta komponenten är bra, och vissa fall bättre, än de tunneldioder som finns på dagens konventionella solceller. Det är mycket lovande resultat, tillägger han.
Det finns andra forskargrupper runt om i världen som tar till nanotekniken för att förbättra solceller, men än så länge finns inga sådana solceller att köpa. Om två år förväntar sig Magnus Borgström och hans kollegor att mer säkert veta om deras teknik på allvar har framtiden för sig eller ej. Ambitionen är att resultaten på sikt ska kommersialiseras genom spinoff-företaget SolVoltaics.
Lundforskarna och deras nano-solceller finns med på Tekniska Mässan i Älvsjö, i LTH:s monter, 19 -22 oktober.
För mer information, kontakta Magnus Borgström, forskare i fasta tillståndets fysik vid Lunds Tekniska Högskola, 046-222 14 94, 0734-216075, Magnus.Borgstrom@ftf.lth.se
