Solceller av trä mål för Linköpingsforskare

Organiska solceller är ett hett forskningsämne. Forskare i Linköping har tagit det hela ett steg vidare och ersatt en del av materialet med så kallat kraftlignin från trämassa. Målet är att göra en solcell helt i trä.

Solceller av trä mål för Linköpingsforskare
Mats Fahlman och Qilun Zhang vid Laboratoriet för organisk elektronik har utvecklat organiska solceller med skikt av lignin från trämassa. Det långsiktiga målet är att bygga en solcell nästan helt gjord av trämaterial. Foto: Linköpings universitet

Fördelar med organiska solceller är bland annat låg tillverkningskostnad, lätt vikt och flexibilitet vilket öppnar för många användningsområden. Bland annat kan de användas inomhus eller på kläder för att driva personelektronik.

Vi vill bygga effektiva, pålitliga, billiga och miljövänliga solceller

Ett problem är dock att organiska solceller är gjorda av plast, eller polymerer som kommer från olja. Så trots att de är organiska är de inte så miljövänliga som de skulle kunna vara.

Nu har forskare vid Linköpings universitet och KTH utvecklat en organisk solcell där en del av elektrontransportlagret kopplat till katoden i solcellen är gjort av så kallat kraftlignin hämtat direkt från trämassa.

Mats Fahlman, professor vid Linköpings universitet. Foto: Linköpings universitet

Även om endast en liten del av solcellen är tillverkad av lignin i nuläget är det långsiktiga målet att bygga en solcell nästan helt gjord av trämaterial.

– Vi vill bygga effektiva, pålitliga, billiga och miljövänliga solceller. Med den här studien kan vi visa att det är möjligt och ett första steg mot att byta ut material som idag är baserade på olja mot träbaserade alternativ, säger Mats Fahlman, professor vid Laboratoriet för organisk elektronik, LOE, vid Linköpings universitet.

I tidigare försök har träbaserade material använts för att öka pålitligheten, eller stabiliteten i både organiska solceller och solceller av det kristallina materialet perovskit. Då användes lignin som behandlats kraftigt i olika kemikalier. Det Linköpingsforskarna nu gjort är att använda en mycket mer ”rå” version av lignin som kallas kraftlignin som är en restprodukt från papperstillverkning. Tillsammans med KTH analyserades vilken molekylsammansättning i ligninet som passar bäst för ändamålet.

Qilun Zhang, förste forskningsingenjör vid Linköpings universitet. Foto: Linköpings universitet

– Vi har skapat ett material, eller komposit, av kraftlignin som ska vara kontaktytan med katodlagret. Det visade sig att solcellen blev mycket stabilare. Fördelen med kraftlignin är att den har förmågan att skapa många vätebindningar vilket hjälper till att stabilisera solcellen, säger Qilun Zhang, förste forskningsingenjör vid LOE

Nu har forskare vid Linköpings universitet och KTH utvecklat en organisk solcell där en del av elektrontransportlagret kopplat till katoden i solcellen är gjort av så kallat kraftlignin hämtat direkt från trämassa.

Även om endast en liten del av solcellen är tillverkad av lignin i nuläget är det långsiktiga målet att bygga en solcell nästan helt gjord av trämaterial.

– Vi vill bygga effektiva, pålitliga, billiga och miljövänliga solceller. Med den här studien kan vi visa att det är möjligt och ett första steg mot att byta ut material som idag är baserade på olja mot träbaserade alternativ, säger Mats Fahlman, professor vid Laboratoriet för organisk elektronik, LOE, vid Linköpings universitet.

I tidigare försök har träbaserade material använts för att öka pålitligheten, eller stabiliteten i både organiska solceller och solceller av det kristallina materialet perovskit. Då användes lignin som behandlats kraftigt i olika kemikalier.

Det Linköpingsforskarna nu gjort är att använda en mycket mer ”rå” version av lignin som kallas kraftlignin som är en restprodukt från papperstillverkning. Tillsammans med KTH analyserades vilken molekylsammansättning i ligninet som passar bäst för ändamålet.

– Vi har skapat ett material, eller komposit, av kraftlignin som ska vara kontaktytan med katodlagret. Det visade sig att solcellen blev mycket stabilare. Fördelen med kraftlignin är att den har förmågan att skapa många vätebindningar vilket hjälper till att stabilisera solcellen, säger Qilun Zhang, förste forskningsingenjör vid LOE.

Källa: Linköpings universitet

Publicerad 19 december 2023

På nytt jobb

Dick Sellberg har anställts som säljare hos Roth Sverige AB, Malmö. Han kommer från STP Konsult.
Christel Ternström har anställts som innesäljare på Ekovent AB, Malmö. Hon kommer från Lindab.
Jenny Stenberg har utsetts till produktchef bygginfo hos Svensk byggtjänst, Stockholm. Hon kommer från Fastighetsmäklarförbundet.
 Kristin Olving har anställts som konsult för att jobba med miljöcertifieringar och taxo­nomi på Energi och miljö hos Bengt Dahlgren Göteborg AB. Hon kommer från annan bransch. Tobias Dahlquist har anställts som biträdande vvs-konsult. Han kommer från Yrgo. Jesper Knutsson har anställts som expert på cirkulära vattensystem och dagvattenhantering. Han kommer från Chalmers. Linnea-Louise Joo har anställts som biträdande konsult. Hon kommer från Chalmers. Pär Holm har anställts som elkonsult. Han kommer från Bravida. Christoffer Alm har anställts som konsult och gruppledare inom energieffektivisering. Han kommer från Chalmers industriteknik. Moa Normark har anställts som biträdande vvs-konsult. Hon kommer från Chalmers. Fredrik Risby har anställts som seniorkonsult som besiktningsman, uppdragsledare, byggledning och kontroll­ansvarig i Borås. Han kommer från Afry.

Föreningen för branschens proffs

Tillsammans skapar vi ett hållbart samhälle där både människor och miljö mår bra. Aktiviteterna, utbildningarna och verktygen du behöver för att utvecklas i din yrkesroll. Gå med i EMTF du också.

Läs mer om fördelarna av medlemskap i EMTF

Nyhetsbrev från Energi & Miljö

Nyheterna, reportagen, forskningen och frågorna för oss som jobbar för god innemiljö och energieffektiva byggnader.
Gratis varje vecka direkt i din inkorg.

jag godkänner att energi-miljo.se sparar och hanterar mina kontaktuppgifter.