GLAS 1
Figur 1. Schematiskt koncept för kvantprickar i l
jusomvandlande solkoncentrator (LSC). En bråkdel av solljuset absorberas av kiselnanokristaller och åter utsänds som luminescens. Ljuset styrs genom totalreflektionen till kanterna (förutom cirka 25 procent som försvinner via flyktkonen) där det omvandlas till el av konventio nella solceller. A B Figur 2. A) Illustration av det transparenta kvantpricksglaskonceptet och B) demonstration av de tillverkade proofofconceptprototyperna (10 × 10 och 20 × 20 cm2 ). vilket framgår av bred implementering i elastomerer för golvbeläggningar och i mikrofluidiska enheter för biologiska experiment. Även andra konventionella polymerlaminat kommer att undersökas. Kostnaden är en relevant aspekt och här drar LSC:er nytta av befintlig lamellglasteknologi, såsom Uvekol. Integreringen av nanofosforer i lamellglas och tillägget av solceller runt kanten representerar endast en mindre premiumkostnad för fasadprodukten. När det gäller nanomaterialkostnaden har en nyligen utvecklad process för syntes av effektiva kiselkvantprickar minskat kostnaden cirka 15 gånger jämfört med den konventionella tillverkningsprocessen. Detta möjliggör uppskalning av konceptet kiselkvantprickar i glasfasader. Monomererna är vanliga och billiga och de smala solcellerna som används i konceptet är vanliga kiselsolceller. Från labbet till moduler redo för verkliga miljöer Den första 20 × 20 cm2 proof-of-concept-prototypen (figur 2), har cirka 75–80 procent genomskinlighet för synligt ljus och kan producera cirka 10 W/m2 i elektrisk toppeffekt [2]. Detta värde förväntas kunna höjas till 20–30 W/m2 under projektet. En skyskrapa, såsom London Shard (11 000 glaspaneler med en total yta på 56 000 m2 ), skulle baserat på dessa siffror kunna generera en maximal elektrisk effekt på cirka 1 MW. Tänk scenariot att hela glasfasader fylls med den här typen av teknik, då når man lätt GW-skala av solel i en större europeisk stad – detta direkt i städer där man använder stora mängder el. Forskningsprojektet förväntar sig att ta kiselkvantprickarna och LSC-teknologin till nästa nivå (Technology Readiness Level 5–6). Komponent- och systemvalidering i verkliga rymden eller simulerade miljöer kommer att uppnås genom industriell standardtestning i Glasfasader som solceller Referenser: 1. Sehati, P., I. Malmros, S. Karlsson, and P. Kovacs, Aesthetically pleasing PV modules for the Built Environment, 2019:08. 2019, RISE (Research Institutes of Sweden): www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2:1280866. 2. Huang, J., J. Zhou, E. Jungstedt, A. Samanta, J. Linnros, L.A. Berglund, and I. Sychugov, Large-Area Transparent ”Quantum Dot Glass” for Building-Integrated Photovoltaics. ACS Photonics, 2022. 9(7): p. 2499–2509. DOI: 10.1021/acsphotonics.2c00633. GLAS 1.2023 33 anläggningarna hos RISE. I fram tiden förutses tillämpningar av tekniken för integrering av byggnadsenergisystem och som en del av autonoma smarta fönster. — Vi kommer att gå från testning i labbet till moduler redo för verkliga miljöer, förbättra konverteringseffektiviteten och karakterisera dessa moduler baserat på industriella standarder för fasadglas, berättar Ilja Sytjugov från KTH Kungliga Tekniska Högskolan om projektet. — Att demonstrera en högre teknisk beredskapsnivå, TRL 5–6, kommer att göra detta LSC-koncept tilltalande för att kunna implementeras i framtidens hållbara byggnader, säger Stefan Karlsson från RISE. /