Nye ultratynde og lette solceller kan monteres på enhver overflade

Konventionelle solceller pryder i dag mange bygningers tage – særligt parcelhuse. Men der er rigtigt mange overflader, hvor de ikke egner sig til at blive monteret. De vejer nemlig for meget på grund af deres indhold af silica og glasbelægning. Den samlede vægt af konventionelle solceller kan store varehuse, hvor det ellers ville være oplagt at montere dem, ikke bære.

Det har Vladimir Bulović, som er professor i elektroteknik og datalogi ved Massachusetts Institute of Technology i USA, udviklet en løsning på. Han og hans forskerkollegaer har udviklet en ny type fleksibel solcelle, der er tyndere end et hår, og som giver hele 18 gange mere energi per kilogram i forhold til konventionelle solpaneler. Forskningen er netop udgivet i tidsskriftet Small methods.

Læs også: Greentech: Disse grønne teknologier skal løse klimaproblemerne

Fleksible solceller kan lamineres på ethvert stof

Der er allerede gjort forsøg på at gøre den nuværende type af solceller tyndere og lettere, men de er stadig fremstillet på et ark af glas, så forskellen er minimal, lyder det. Men forskerne fra MIT er lykkedes med at udvikle solpanelerne med en ny metode, der gør dem utrolig lette.

Solcellerne produceres ved processen serigrafi, som minder om måden, der anvendes til print af motiver på en T-shirt. Fremstillingen starter med et tyndt lag plastik, der belægges med Parylene, som er elektrisk isolerende, og som beskytter mod fugt og kemisk korrosion. Oven på det tynde lag påføres en organisk halvleder til den aktive omdannelse af lys til elektricitet, og nanotråde af sølv og strømførende polymer fungerer som gennemsigtige elektroder. I alt er solcellepanelet kun 2-3 mikrometer tyndt.

Forskerne kan herefter laminere solcellerne på et kraftigt, let og holdbart stykke tekstil. Først putter de et par mikrometer tyndt lag lim rundt langs kanten af den færdige solcelle og laminerer solcellen på stoffet. Det tynde lag af parylene og stakken af solcelleelementer bliver på stoffet, når plastiklaget pilles af stoffet.

“Selv om det kan synes enklere at printe solcellerne direkte på stoffet, vil det begrænse udvalget af mulige stoffer eller andre modtagende overflader til dem, der er kemisk og termisk kompatible med alle de forarbejdningstrin, der er nødvendige for at fremstille enhederne. Vores fremgangsmåde afkobler solcellefremstillingen fra den endelige integration”, forklarer Mayuran Saravanapavanantham, der er medforfatter.

Læs også: Hvad er klima og klimaforandringer? Her er alt du bør vide

Store perspektiver i fleksible og lette solceller

De fleksible solceller monteret på stof har en energitæthed på 370 watt per kilogram og vejer kun 0,1 kilogram per kvadratmeter. Til sammenligning har konventionelle solceller en energitæthed på 20 watt per kilogram og vejer 10,7 kilogram per kvadratmeter.

De papirtynde solceller egner sig ikke kun til at blive monteret på de enorme tagarealer, som i dag ikke kan udnyttes. De kan monteres på praktisk talt alle overflader – bådsejl, dronevinger og telte. Dermed kan solcellerne vise sig særligt nyttige til at levere strøm i øde områder og i katastroferamte områder.

Indtil videre er solcellerne produceret i størrelser på omkring 10 x 10 centimeter. Ifølge Bulović er der dog intet til hinder for at producere større solceller. Det er blot et spørgsmål om at opskalere alle de eksisterende processer.

Inden produktionen opskaleres, skal forskerne dog teste solcellerne yderligere for at sikre, at de kan holde mange år udenfor. Til det formål afsøger de lige nu muligheden for at udvikle et tyndt beskyttende lag, der kan forlænge holdbarheden fra 1-2 år til 5-10 år.

Læs også: Nyheder om klima og grøn teknologi