Nya billiga solcellerna slår rekord i verkningsgrad

2022-07-15 06:00  

Ett nytt rekord och ett viktigt steg framåt för tandemceller. Nu har forskare lyckats höja verkningsgraden i solceller och äntligen har milstolpen 30 procent nåtts.

På senare år har stora framsteg inom solcellsutvecklingen tagits. Nu, för första gången, har forskare lyckats få fram en tandemsolcell med 30 procents verkningsgrad. Och inte nog med det, man har åstadkommit detta utan att använda dyra material.

Inom solcellsindustrin har kiselsolceller länge varit standard på grund av kombinationen bra verkningsgrad, hållbarhet och pris. Tunnfilmssolceller är ett alternativ, men är krångliga att tillverka – och därför har perovskit-solceller kommit.

Fördelarna de kommer med är att de inte kräver lika mycket energi vid tillverkningen samt är billigare att producera.

Läs mer: Svenskt Näringsliv: ”Underlätta för utbyggnaden av SMR”

Men bara för att det kommit ett nytt alternativ innebär det inte att det gamla kastas ut med badvattnet. Nej, att kombinera kisel och perovskit har visat sig fungera bra. Skälet är att de absorberar olika våglängder av ljus.

Dessa så kallade tandemceller har därmed potential att nå högre verkningsgrad än vad de båda materialen var för sig kan uppnå.

”Passerat en psykologisk barriär”

Nu har man även nått en viktig milstolpe – nämligen en tandemcell med verkningsgrad på 30 procent. Det är forskare på École Polytechnique fédéral de Lausanne (EPFL) och Swiss Center for Electronics and Microtechnology (CSEM ) i Schweiz som tillsammans utveckla två olika typer av celler där den första består av perovskitlager som tillsammans med glatt kiselyta nådde en verkningsgrad på 30,93 procent för en testcell på en kvadratcentimeter. Den andra cellen utvecklades genom att applicera perovskiten med en specialteknik där den fästs på en kieslyta med textur. Denna gång nådde man en verkningsgrad på 31,25 procent.

– Vi har passerat en psykologisk barriär. VI har validerat den höga verkningsgraden för tandemcellen i experiment. Våra resultat visar att 30 procentsgränsen kan överkommas genom att använda billiga material och lågkostandsprocesser, säger Christophe Ballif, chef för solcellslaboratoriet på EPFL i ett uttalande.

Kan nå verkningsgrad om 44 procent

Men även om man nu slagit rekord och visat att tandemcellerna går att producera förhållandevis billigt – är det inte bara att trycka på startknappen för massproduktion.

– Dessa resultat kräver vidare forskning och utveckling för att kunna skalas upp för större ytor samt så måste vi försäkra oss om att dessa nya celler kan upprätthålla stabil prestanda på våra tak under en standard-livslängd, säger Quentin Jeangros på CSEM

– Tandem perovskit-kiselteknik har länge sagts ha potentialen att nå 30 procent verkningsgrad, men det här är första gången denna förutspådda potential har demonstrerats. Det kommer förhoppningsvis leda till billigare hållbar energi i framtiden, säger Christian Wolff på EPFL som lett arbetet.

Att uppnå 31,25 procent är ett bra steg framåt, men än finns det utrymme för förbättring. I teorin är den maximala verkningsgraden för kisel-perovskitsolceller 44 procent.

Felix Björklund

Mer om: Solceller

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt