Forskning vid Luleå tekniska universitet visar hur en ny typ av solceller kan tillverkas till lägre kostnad och samtidigt bidra till att byggnader producerar sin egen el – utan att stänga ute dagsljuset.
Traditionella solceller av kisel dominerar marknaden, men deras tillverkning är resurskrävande och de är svåra att använda på fönster och fasader. Nu riktas forskarnas intresse mot tunna, halvgenomskinliga solceller som skulle kunna integreras i byggnader och både släppa igenom ljus och producera el.
– Solceller behöver inte bara sitta på taket. Om vi kan bygga in dem i glaspartier eller fasader öppnar det för helt nya tillämpningar. Byggnader har enorma ytor som vi hittills inte utnyttjat för energiproduktion. Med den här tekniken kan varje fönster bli en liten elproducent, säger Pankaj Kumar, som skrivit en avhandling i experimentell fysik vid Luleå tekniska universitet, i ett pressmeddelande.
Miljövänligare material
Pankaj Kumar har i sin forskning fokuserat på ett material som kallas antimonsulfid – en oorganisk förening av antimon och svavel som effektivt absorberar solljus och omvandlar det till el. Till skillnad från många andra solcellsmaterial är det dessutom både giftfritt, billigt och finns naturligt i jordskorpan.
Genom att testa olika tillverkningsmetoder och lagerstrukturer har forskarna tagit fram solceller med förbättrade egenskaper. De nya och mer miljövänliga materialen släpper igenom över 20 procent av ljuset samtidigt som solcellen producerar el. Det innebär att solcellerna är tillräckligt genomskinliga för att fungera som fönsterglas, ett viktigt steg mot praktisk användning i byggnader.
Tekniken ska utvecklas
I sin avhandling presenterar Pankaj Kumar flera tekniker för att skapa tunna, jämna filmer av antimonsulfid. Med hjälp av sputtring – en teknik där material frigörs från en källa med joniserad gas och avsätts som en tunn film – lyckades han ta fram solceller med god verkningsgrad, även vid mycket tunna skikt.
Tekniken är ännu inte redo för kommersiellt bruk, men forskningen fortsätter med fokus på att förbättra solcellernas långsiktiga hållbarhet.
– Vi måste tänka nytt kring hur vi producerar och använder el i vardagen. De här solcellerna visar att det går att förena energieffektivitet med hållbarhet och estetik. Framtidens byggnader ska kunna producera sin egen el utan att göra avkall på design eller ljusinsläpp. Mina resultat visar att vi är på god väg dit, säger Pankaj Kumar.
Avhandling:
Development of Thin Film Semitransparent Sb2S3 Solar Cells, Luleå tekniska universitet.
