Organiska solceller har kommit närmare att ta steget från laboratoriet och ut på marknaden. Miljövänliga varianter kan nu göras större med bibehållen effektivitet.
– Vi har löst ett av problemen, säger forskaren Feng Gao vid Linköpings universitet.
Organiska solceller, även kallade plastsolceller, är lätta, tunna, återvinningsbara och kan böjas, vilket gör att de kan användas på andra sätt än traditionella kiselsolceller. De tillverkas genom att trycka ett slags elektroniskt ”bläck” på plast.
En nackdel hittills har varit deras korta livslängd då det organiska materialet bryts ner av ljuset. Forskare har också jobbat med solcellernas energieffektivitet, alltså hur stor del av solens strålning som kan omvandlas till elektricitet. Solceller i kisel ligger på runt 25 procent och de bästa organiska solcellerna, tillverkade i laboratorier, ligger idag runt 18 procent.
Behöver fungera under lång tid
Den högsta energieffektiviteten har nåtts då solcellerna tillverkats i lösningar som innehåller giftiga ämnen. Lösningsmedlet har också haft en för låg kokpunkt så det ångat bort för snabbt, vilket är en utmaning då solcellerna behöver vara så stabila att de fungerar i tio år eller mer. När forskare använt mer miljövänliga lösningar har energieffektiviteten sjunkit.
Nu har forskare på Linköpings universitet tillsammans med Soochow-universitet i Kina hittat en lösning – en solcell tillverkad i en lösning med hög kokpunkt, utan giftiga ingredienser och med en energieffektivitet över 17 procent.
– Vi behövde använda miljövänliga lösningsmedel, så vi utvecklade en metod som gör det möjligt att använda det utan minskad energieffektivitet, berättar Feng Gao, professor vid Institutionen för kemi, fysik och biologi.
Den nya metoden använder en gästmolekyl, som ser till att andra molekyler i solcellen binds samman så tätt att elektroner frigörs och en ström kommer igång, vilket varit problemet tidigare. Forskarna har också tillverkat en lite större solcell, ungefär lika stor som en smart telefon. Den har haft en större energieffektivitet än någon annan lyckats tidigare i den storleken; 14 procent.
– Vi är inte där så att solcellen kan bli en produkt som fungerar på marknaden, men vi har löst ett av problemen, säger Feng Gao.
Behöver fungera utomhus
Sedan tidigare finns företag som producerar organiska solceller för inomhusbruk. De tar ljus från lampor och producerar el som räcker för att driva de små prylar vi har uppkopplade i våra hem. Men i utomhusmiljön är ljuset mycket starkare.
– Nästa problem att lösa är att utveckla organiska solceller som håller i flera år även utomhus, säger Feng Gao.
Men hur långt tid innan solcellerna når marknaden kan han inte svara på, mer än att resultaten är ett viktigt steg för tillverkning av organiska solceller i större skala för utomhusmiljöer.
– Vårt nästa användningsområde att testa solcellerna på husfönster och väggar i urbana miljöer, avslutar han.
