Testar ny typ av solceller – i rymden
Fysikforskare vid Lunds universitet lyckades nyligen bygga små solslukande antenner med tre olika material som bättre matchar solspektrat jämfört med dagens kiselsolceller. Dessa ska nu testas på satelliter i rymden.
– Den stora utmaningen var att få strömmen att föras vidare mellan materialen. Det tog mer än tio år men gick till slut, säger Magnus Borgström, professor i fasta tillståndets fysik.
Det finns ett tiotal forskargrupper i världen som aktivt sysslar med nanotrådssolceller.
– Utmaningen har varit att kombinera olika bandgap i solcellerna och nu är den dörren alltså äntligen öppnad, säger Magnus Borgström.
Solceller med olika bandgap, så kallade tandemsolceller, finns än så länge framförallt på satelliter och forskas febrilt på. Målet är att därigenom få upp verkningsgraden rejält, från dagens kommersiella kiselsolceller kring 20 procent till kanske det dubbla. På sikt tror Magnus Borgström att tandemsolceller också komma hamna på jorden. Fast solceller helt utan kisel kommer, åtminstone i inledningsvis, först appliceras i nischapplikationer som till exempelvis kläder, fönster och inredning, tror han.
Den vanligaste sättet att bygga tandemsolceller är att odla olika halvledande material ovanpå varandra och som kan absorbera olika delar av solens spektrum. Tandemsolceller med kisel som bas är ett hett fält och för detta odlas tunna, halvgenomskinliga, skikt av andra ljusinfångande material ovanpå kislet. Forskarna i Lund gör på ett lite annat sätt: de har utvecklat en metod där de bygger extremt tunna stavar av halvledande ämnen på ett substrat. Fördelen blir lite material per ytenhet vilket kan sänka tillverkningskostnaderna och bli ett mer hållbart alternativ.
De nanometertjocka pinnarna består av tre material som innehåller olika mängder Indium, arsenik, gallium och fosfor. I labbet har forskarna hittills nått en verkningsgrad på 16,7 procent. Kollegan Yang Chen har visat att nanotrådssolcellerna har potential att nå 47 procents verkningsgrad med nuvarande struktur. För att nå ännu högre verkningsgrad behövs ännu fler bandgap.
Dessa fördelar gör att nanotrådssolcellerna nyligen monterades på en forskningssatellit som andra veckan i januari skickades ut i rymden av forskarnas samarbetspartner vid California Institute of Technology, Caltech, i USA.
– Mycket av vår digitala kommunikation styrs av satelliter, vilka i sin tur drivs av solceller. Satelliter förmedlar GPS, tv-sändningar, datatrafik, mobilsamtal och väder.
Satelliten kommer vara ute under våren, och resultat väntas komma löpande.
Källa: Lunds universitet
