Energi

Materialet gjorde rutan till en bättre solfångare – kan ersätta solpaneler

Verkningsgraden låg på 3,6 procent när forskarnas 'fönster' omvandlade ljus från led-lampor inne i rummet till el. Foto: Yilin Li
Verkningsgraden låg på 3,6 procent när forskarnas "fönster" omvandlade ljus från led-lampor inne i rummet till el. Foto: Yilin Li
Verkningsgraden låg på 3,6 procent när forskarnas 'fönster' omvandlade ljus från led-lampor inne i rummet till el. Foto: Yilin Li
Verkningsgraden låg på 3,6 procent när forskarnas "fönster" omvandlade ljus från led-lampor inne i rummet till el. Foto: Yilin Li

Forskarnas ruta av konjugerad polymer tar in ljus från alla håll och skickar det sedan mot solceller i kanten av fönstret. Lösningen kan även alstra el på kvällen – från lamporna inne i rummet.

Publicerad

Konceptet "luminescent solar concentrator" (LSC) ses av många som ett potentiellt alternativ till solpaneler på hustaken, men man har ännu inte lyckats få den stående lösningen att leverera i närheten av konventionella paneler.

Den självlysande solkoncentratorn består av exempelvis en skiva av glas eller polymer som antingen kan vara fylld med eller täckt av fluorescerande färgämnen – alternativt oorganiska halvledande nanokristaller, så kallade kvantprickar. Materialet reflekterar ut solljuset på en längre våglängd till smala solceller placerade vid kanten av skivan.

Riktar ljuset mot solcellerna

Nu har Rice University i Texas arbetet på att förbättra LSC-konceptet. I deras "fönster" ligger en tunn skiva av konjugerad polymer mellan två paneler av akryl. Det fina med konjugerade polymerer är att deras kemiska och fysiska egenskaper enkelt kan finjusteras. Forskarnas variant kallad PNV är riggad för att plocka upp och sända ut rött ljus – men molekylerna skulle kunna manipuleras för att även inkludera andra färger.

Polymerskivan tar in ljus med en specifik våglängd från alla håll och riktar det sedan ut mot solcellerna i kanten. Problemet med konjugerade polymerer är att de kan vara instabila och att de snabbt bryts ner – men forskarlaget tror att detta kommer att kunna åtgärdas i framtiden.

Det ska dock sägas att deras rutor i dagsläget ger en ganska blygsam elproduktion, med en lägre verkningsgrad än standardmässiga solpaneler. Å andra sidan kan forskarnas fönster jobba dygnet runt, bland annat genom att alstra el från belysningen inne i rummet.

Kan användas av estetiska skäl

Faktum är att verkningsgraden var högre när LSC:n omvandlade ljus från led-lampor till el jämfört med vid direkt solljus – 3,6 procent mot 2,9 procent, detta trots att solen lyste 100 gånger starkare än led-lamporna.

Forskarna anser att deras stående paneler är en intressant lösning på byggnaders energibehov, inte minst då många av estetiska skäl drar sig för att placera paneler på taket. Även om verkningsgraden inte är lika hög så kan fönstren ändå utgöra ett betydande bidrag till hushållets elförbrukning. Forskarnas arbete har publicerats i Polymer International.