Ett forskningsprojekt vid Uppsala universitet syftar till ökad förståelse av energiförluster i tunnfilmssolceller baserade på halvledare som innehåller svavel eller selen.
Denna förståelse utgör basen för tillverkning av tandemsolceller med kraftigt ökad verkningsgrad jämfört med solceller baserade på endast ett material.
Potentialen för solenergi är stor. Andelen solenergi i Sverige ökar och eftersom solpaneler är så mångsidiga, de kan både ersätta tak- och fasadytor, så medför solenergi många utvecklingsmöjligheter.
Potentialen för solenergi är stor
– Den enskilt viktigaste faktorn när vi effektiviserar solenergin är att förbättra verkningsgraden, alltså hur stor andel av solljuset som kan omvandlas till elektrisk energi. Den vanligast förekommande solpanelstekniken baseras i dagsläget på kisel, medan den nyare tunnfilmstekniken har en mindre marknadsandel. Tandemsolceller, där ytterligare en solcell läggs ovanpå en kisel- eller tunnfilmssolcell, har högre effektivitet, säger Charlotte Platzer Björkman, professor i fasta tillståndets elektronik och ansvarig för en forskargrupp med fokus på tunnfilmsolceller vid Uppsala universitet.
Materialkombinationer
I studien läggs särskild vikt vid detaljerade studier av gränsskikt och dess inverkan på solcellsprestanda. Projektet stöder svensk, ny industri genom utbildning av kvalificerad personal, spridning av resultat och aktivt samarbete.
– Den genomsnittliga prisnivån på solceller har minskat avsevärt på senare år, men för att solenergins andel av den totala energimixen ska öka krävs ännu lägre prisnivåer och bättre prestanda. Det bästa sättet at sänka prisnivåerna är genom att öka verkningsgraden med bibehållen låg tillverkningskostnad. Genom användningen av tunnfilmsolceller, som motsvarar en hundradel av kiselsolcellernas tjocklek, har vi potential att nå dit säger Charlotte Platzer Björkman.
Krävs ännu lägre prisnivåer och bättre prestanda
Hennes forskargrupp analyserar olika materialkombinationer som kan vara aktuella i framtidens solcellsanläggningar. Så kallade CIGS-solceller innehåller exempelvis indium och gallium, som är relativt dyra och kan bidra till att dra upp priset på solcellsanläggningarna om efterfrågan på dessa metaller ökar kraftigt. Dessa ämnen kan ersättas med exempelvis zink och tenn, som är mer vanligt förekommande. Forskningen som bedrivs vid Uppsala universitet kan alltså i högsta grad bidra till att utveckla framtidens energieffektiva och kostnadseffektiva solcellsanläggningar.