Nye ultralette og tynde solceller kan drive wearables og elbiler

Et hold af forskere fra Standford University har arbejdet på en helt ny type solceller med en lang række nye egenskaber, der ifølge forskerne åbner op for mange nye anvendelsesmuligheder. Forskningen er netop blevet publiceret i december-udgaven af tidsskriftet Nature under titlen High-specific-power flexible transition metal dichalcogenide solar cells.

Inden for solcelleteknologi er omkring 95 procent af alle solceller fremstillet af silicium, fordi det er billigt og har en rimelig strømeffektivitet. Silicium er dog skrøbeligt og har en lav absorptionskoefficient, hvilket gør den nuværende teknologi uegnet til fleksible former for solceller.

Ultra-tynd konstruktion på få hundrede nanometer

Det har forskerholdet fra Standford University en løsning på. De har udviklet solceller, der kun er et par hundrede nanometer tyk. Der er tale om en fotovoltaisk [omdannelsen af lys til elektrisk energi, red.]) enhed, der gør brug af halvlederteknologien transition-metal dichalcogenide (TMD). Der anvendes også kontakter af guld, som er dækket af et enkelt atom tykt lag af ledende grafen. Disse komponenter er indlejret i polymer og en antirefleksbelægning, der forbedrer absorberingen af lys.

Den nye type solceller har ifølge forskerne rigtigt gode elektriske og optiske egenskaber. Og fordi teknologien har en tykkelse på under 200 nanometer, er den velegnet til at udvikle ultralette og fleksible solcellepaneler.

Læs også: Fremtidens teknologi vil ændre vores liv – her er teknologierne under udvikling

Flyvinger, droner, elbiler, wearables og biosensorer

Ifølge medforfatter på den videnskabelige artikel, Koosha Nassiri Nazif fra Department of Electrical Engineering ved Stanford University, kræver det ikke mange materialer at producere TMD-solceller, og de er samtidig billige at fremstille.

Det ultralette og tynde design gør, at solcellerne har et 100 gange større effekt/vægt-forhold end hidtil udviklede TMD’er. Dens egenskaber gør, at solcellerne har en lang række nye anvendelser.

For eksempel kan de bruges som tag på elbiler eller dække overfladen på en flyvinge eller en drone. De fleksible solceller kan også integreres i urremmen til et smartwatch eller på IoT-sensorer. Dermed kan batteritiden forlænges, eller i bedste fald kan enhederne udelukkende køre på solkraft.

Koosha Nassiri Nazif og medforfatter Alwin Daus ser også for sig, at de fleksible solceller kan anvendes som biosensorer på menneskekroppen, som konstant overvåger ens vitale parametre. Ja, der er nærmest ingen grænser for, hvad de kan bruges til, mener Nazif.

“Det vil ganske enkelt gøre det muligt at integrere solceller i alting – noget, der ikke er muligt med de pladskrævende, rigide silicium-solceller, som i øjeblikket udgør 95 % af solcellemarkedet. Det er derfor, vi ikke ser disse anvendelser for solceller i dag. TMD’er vil ændre landskabet,” siger ‪Koosha Nassiri Nazif‬ og tilføjer:

“De (TMD-solceller, red.) kan også give mere strøm, som vil muliggøre edge computing – i stedet for blot at registrere og sende data – hvilket er nødvendigt for øjeblikkelig responstid i store IoT-netværk såsom intelligente byer. Og de kan anvendes til autonome droner, der kan drive sig selv med et letvægtssolcelleanlæg på deres vinger,” afslutter han.

Læs også: Nyheder om fremtidens teknologi