Magnetisk solcell av simpelt glas

Ljusstrålningens magnetfält laddar upp ett genomskinligt isolerande material, som vanligt glas, med ett magnetiskt moment. Den magnetiska laddningen kan sedan tas ut som elektricitet ur ”ljusbatteriet”.

Kruxet är att det krävs enormt starkt ljus för att den magnetiserande effekten ska uppstå. Experiment visar att det krävs 10 000 000 watt per kvadratcentimeter för att solbatteriet ska bli verkningsfullt. Det är hundra miljoner gånger intensivare ljus än vad solskenet ger. Det motsvarar i sin tur att ljuset på en hektar markyta måste fokuseras till en kvadratmeter stor solfångare.

Men forskarna tror att när de nu upptäckt fenomenet ska det kunna gå att hitta betydligt effektivare material som klarar sig med väsentligt lägre ljusintensitet. De tror också att verkningsgraden ska kunna bli runt tio procent, vilket är helt jämförbart med dagens solceller.

Till skillnad från dagens solceller, som utnyttjar halvledarmaterial där elektriska laddningar separeras av solljuset och leds bort till kontakter via ett ledningsmönster, behöver den nya tekniken bara billigt och vanligt förekommande material. Det räcker med vanligt glas till fokuserande linser och ljusledande fibrer.

- Genomskinliga keramer vore ännu bättre, säger William Fischer, doktorand som utvecklat tekniken tillsammans med sin professor Stephen Rand vid University of Michigan.

Vetenskapen bakom fenomenet bygger på att all strålning har både en elektrisk och en magnetisk komponent. Hittills har man trott att ljusets magnetiska påverkan varit försumbar, men forskarna har visat att magnetfältet är tillräckligt starkt för att ljuset ska flytta elektronerna på ett likriktat sätt längs sin väg genom materialet.

På så sätt bygger ljuset upp ett magnetiskt moment i materialet som påminner om den elektriska motsvarigheten i ett kondensatorbatteri. Och på motsvarande sätt går det att omvandla det magnetiska momentet till elektricitet.