Framtidens Industri 1
SOLENER GI Genom att se till att en solcell refl
ekterar solljus av utvalda våglängder, medan resten av ljuset absorberas för att producera elektricitet, kan solcellen ges en valfri färg. Eftersom andelen solljus som absorberas av solcellen blir mindre resulterar det emellertid i att verkningsgraden blir lidande. illUstration: Mikko-erik kJellberg för solceller som genererar strukturella färger med hjälp av innovativa fotoniska strukturer på nanonivå. Srinivasan Anand beskriver att de utgår från titanoxid-baserade material, som från början är helt genomskinliga i den synliga delen av solens spektrum. Genom att skapa unika nanostrukturer i dessa material kan de sedan få dem att refl ektera de våglängder av solljuset som ger solcellerna den önskade färgen. Målsättningen är att minimera antalet fotoner som refl ekteras och han förklarar att de kan åstadkomma detta genom att designa strukturerna så att det ljus som refl ekteras är begränsat till ett mycket smalt våglängdsområde, samtidigt som det inte refl ekteras fl er fotoner än vad som är nödvändigt för att man ska kunna se färgen med blotta ögat. – Det är inte nödvändigt att 100 procent av ljuset i ett visst våglängdsområde refl ekteras för att man ska kunna se färgen, påpekar Srinivasan Anand. Med nanostrukturer av det här slaget är han därför övertygad om att det går att minska den påverkan som färgen har på solcellernas prestanda ganska dramatiskt. – Det är fortfarande en kompromiss, men färgen är en fantastisk funktion som vi tror kommer att göra att fl er människor kommer att köpa solceller, säger Srinivasan Anand. UV blir synligt ljus Srinivasan Anand berättar också att de undersöker om samma metod som hjälper 52 FRAMTIDENS INDUSTRI dem att minimera förlusterna i prestanda hos färgade solceller även skulle kunna utnyttjas för att blockera UV-ljus. – UV-ljus bryter med tiden ner solcellernas ytbeläggning så vi skulle vilja absorbera och delvis refl ektera UV-ljuset för att undvika nedbrytning av solcellerna på lång sikt, förklarar Srinivasan Anand. Det är fortfarande en kompromiss, men färgen är en fantastisk funktion som vi tror kommer att göra att fl er människor kommer att köpa solceller, säger Srinivasan Anand. Dessutom tillägger han att de studerar hur man i framtiden skulle kunna använda kvantprickar för att det UV-ljus som absorberas ska kunna skickas vidare in i solcellen i form av synligt ljus, som solcellen kan omvandla till elektricitet. – Genom att skifta UV-ljus till synligt ljus skulle vi kunna kompensera ytterligare för det ljus som går förlorat på grund av refl ektion i färgade solceller. Det betyder att vi kanske till och med skulle kunna ge solceller önskad färg utan att verkningsgraden försämras, samtidigt som de får UV-blockerande egenskaper, säger Srinivasan Anand. Skalbar tillverkning Efter omfattande förstudier meddelar Srinivasan Anand att de nu fokuserar på att tillverka nanofotoniska ytbeläggningar i laboratoriet och integrera dem i solceller, för att visa att de fungerar som förväntat. För att tekniken i slutändan ska kunna lanseras på marknaden påpekar han också att det är viktigt att kostnaderna för tillverkningen inte är för höga. – Den största utmaningen är att hitta en skalbar tillverkningsmetod som kan tillämpas på stora ytor, säger Srinivasan Anand. För att åstadkomma detta tillägger han att de bland annat samarbetar med det svenska företaget Midsummer AB, som tillverkar CIGS-solceller. Han understryker emellertid att de vill ta fram en metod som inte är specifi k för en viss typ av solcell utan kan användas för alla existerande solcellsteknologier. Han beskriver därför att de satsar på att antingen tillverka ett inkapslingslager, med nano-fotoniska strukturer inuti inkapslingsmaterialet, som placeras ovanpå färdiga solceller, eller ett separat lager med nanofotoniska strukturer som placeras mellan solcellerna och inkapslingslagret, vilket i vanliga solceller oftast är gjort av glas. u