Forskerne jagter langtidsholdbare plast-solceller
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Forskerne jagter langtidsholdbare plast-solceller

Det har længe været en drøm for solcelleforskerne at udvikle stabile og effektive polymer-solceller i stor skala. Den type solceller er tynde, lette, bøjelige og billige at fremstille, da de ikke først skal smeltes ved høje temperaturer som de silicium-solceller, vi normalt ser på hustage i dag.

I princippet består solcellerne af en plastfilm, hvorpå der printes et aktivt fotoelektrisk lag. Men da der er tale om en polymer, vil den hurtigt blive nedbrudt af solens stråler, og hvad naturen ellers udsætter den for. Det er selvfølgelig ikke særlig smart, at solcellerne rent ud sagt ikke særlig godt tåler at stå udenfor, og derfor kæmper forskerne i disse år med at forlænge levetiden.

Det forklarer lektor Morten Madsen fra Mads Clausen Instituttet:

»Ved at tilføre nogle specielle kemiske stoffer til de fleksible celler vil vi kunne forøge levetiden, faktisk helt op til tredoble den, ved at stoppe nogle af de kemiske processer, som nedbryder den organiske polymer. Dette er nødvendigt, da de typisk har en levetid på få år,« siger han.

Læs også: Moderne solceller tjener energi-gæld hjem på under to år

Solcellerne er billige at fremstille, men da der er tale om en polymer, nedbrydes de hurtigt af solens stråler og luftens ilt. Derfor forsøger forskerne nu at forlænge levetiden ved at tilføre forskellige metaloxider til overfladen. Illustration: SDU

Det lyder måske ikke af så meget sammenlignet med solceller af silicium, som nemt holder 20 år, også selvom de står ude i al slags vejr.

Men polymere solceller har som nævnt den fordel, at de er meget billige at fremstille, råmaterialerne er billige, og de færdige solceller er så tynde (samlet ned til 10 mikrometer med det aktive solcelle lag helt ned til omkring 100-200 nanometer), lette, bøjelige og næsten gennemsigtige, at de kan installeres overalt: i vinduer, husfacader, på biler, ja, selv i vores tøj, så vi altid vil kunne have el-energi med os.

Printmaskine fra Danfoss

Teknikken, der bruges til at fremstille polymersolceller i stor skala, kaldes 'roll-to-roll', hvilket i praksis betyder, at solcellerne printes på en bane af en egnet polymer, som så igen rulles sammen. Teknikken minder i det store hele om den måde, som almindelige papirprintere fungerer på, og når solcellerne skal bruges, er det blot et spørgsmål om at rulle dem ud og forbinde dem.

Læs også: Aarhus Universitet åbner nyt, stort energi-laboratorium

Teknikken har stor betydning for økonomien, da holdbarheden som nævnt ikke er nær så lang som for silicium-solceller. Det skal derfor være billigt og hurtigt at fremstille solcellerne, da de oftere skal udskiftes.

Men hos SDU har de et par trick, som kan gøre deres solceller mere holdbare, end det tidligere har været muligt, blandt anden gennem en speciel vakuumproces:

»Ud over tilsætningen af kemiske stoffer i polymer laget arbejder vi også med at tilføre metaloxider til printprocessen gennem en såkaldt sputter-proces. Det har vist sig, at de lag har en positiv indvirkning på stabiliteten af solcellerne. Gennem sputter-processen har vi mulighed for at justere og kontrollere den kemiske sammensætning af materialet, igennem processen, hvilket er vigtigt for at optimere lagene i solcellerne,« siger Morten Madsen.

Læs også: Amerikanske forskere omdanner 30 procent af sollyset direkte til brint

Den nye roll-to-roll-printfacilitet på SDU NanoSYD i Sønderborg giver mulighed for både at arbejde med de kemiske tilsætningsstoffer og metaloxidlagene gennem roll-to-roll-massefremstillingsmetoden, som der er fokus på i det nye RollFlex-projekt.

Projektet har modtaget 12 mio. kroner fra EU's midler gennem Interreg Deutschland-Danmark, der støtter samarbejde over grænser. Derudover har projektet fået støtte fra Syddansk Vækstforum. RollFlex løber frem til 2019.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Vil først lige gøre opmærksom på et gratis kursus som afholdes af DTU, nettop om denne type solceller.

https://www.coursera.org/learn/solar-cell

Derudover kan man som eksempel på anvendelse nævne en hel del produkter som ser begrænset sol-tid og derfor fint kunne klare sig med en levetid på få år. F.eks. rygsække, motorcykelhjælme, div legesager.

Til huse fortrækker man den lange udsigt, så jeg vil tro at man vil fortsætte med mursten og silicon celler her i lang tid, og så bruge polymer celler til telte m.m.

  • 1
  • 0

Det undrer mig at man altid kæder polymer-cellerne sammen med tyndhed og fleksibilitet. Jeg tror det afgørende er prisen. Hvis man kunne lave en tyk og stiv men billig type, så skulle det nok lykkes at få dem trykt. Lidt mindre elegant end fra rulle til rulle, men måske lidt i retning af litografi.

  • 4
  • 0

Jeg tror ikke det er meningen at solcellepaneler lavet et disse solceller, skal konkurrere med siliciums solceller fra Trina, Jinko eller de andre "normale" solcellemodul leverandør producenter.
Ligeledes er det heller ikke meningen at de skal konkurrere med tynd-films solcelle moduler fra f.eks. First Solar eller Solar Frontier.
Disse er alle rigide solpaneler, der er baseret på fast installation på op til 30 år, for at tjene sig selv hjem økonomisk.

Så er der nogen fleksible løsninger, som både er amorphe, CIGS eller Cd-Te baseret.
og hvor Perovskite er en ny spiller på markedet, men forventer meget af fordi den type solcelle moduler vil kunne have en højere effekt en ovenstående teknologier, men stabiliteten mangler endnu, men forventes indenfor de næste 3-4 år.

Rekorder bliver slået hvert år, og solcellemoduler i praksis er nået op på ca. 24%, effektivitet.

Men disse er ofte dyre at producerer og købe.
De fleste og mest udbredte og billige solcellepaneler ligger på cirka 15-16% effektivitet.
Men nye markeder, og nye anvendelsesmuligheder er der hvor polymer solceller hører hjemme.
Mener at rekorden ligger på ca. 11%
http://liu.se/forskning/forskningsnyheter/...
Mener at effekten på denne type solceller i praksis ligger på 6-7%, muligvis lavere.
Ved at Heliatek i Tyskland er førende på nuværende tidspunkt.

Konklusionen er at holdbarhed skal op på mindst 10 år, effekten op på 12-13% for solcellerne, og så en meget produktiv maskine, der kan kører i døgndrift, for at få prisen ned hvor det bliver rentabelt.

Miasole, Solopower, Sunflaresolar, Globalsolar, Flisom, udbyder alle BIPV ( building integrated PV ), eller fleksible solcelle moduler, som polymer solceller også skal konkurrere imod.
Og disse ovenstående aktører er små spillere på markedet globalt set da BIPV markedet betydning for det samlede PV marked er meget lille. Måske ca. 2-3 % på nuværende tidspunkt.
Markedet vil stige og BIPV produkter vil blive integreret eller komme i retrofit af eksisterende bygninger.

  • 2
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten