Svenska forskare gör framsteg med ny perovskitsolceller

Som bekant, efterfrågan på ny solcellsteknik har varit på en konstant ökning dem senaste åren. Speciellt miljövänliga solceller som perovskitsolceller.

Perovskitsolceller har unika egenskaper som gör den till en framstående kandidat för utveckling miljövänliga solceller. De senaste 12 åren har utvecklingen gått från verkningsgrad på 3,8 % till 25 % de senaste 20 åren. Svenska forskare har gjort flera stora steg och presenterat nyligen spännande resultatet spännande resultat.

Det stora fördelen är att sådana solceller är att de är betydligt billigare än kiselsolceller att tillverka eftersom dessa kräver mindre för att produceras. Dessutom är perovskitsolceller bättre på att absorera ljus. Perovskitsolceller kan även bli mycket tunnare än kiselsolceller vilket öppnar en hel del möjligheter.

En viktig jämförelse mellan perovskitsolceller och kiselsoceller är att den senare kan som högst ha en verklningsgrad på 33% medan perovskitsolceller kan nå upp till 66%.

Perovskitsolceller är mindre inte ostabila i fuktiga miljöer och det är en svagpunkt som forskarna försöker hitta en lösning till. Det löstes ögonblickligen när den kommer i kontakt med vatten, vilket forskarna från KTH har förbättrat. 

De första perovskitsolceller presenterades i Torin i Japan 2009 och verkningsgraden var under 4%. Sedan dess har allt fler forskargrupper anslutet sig till racet och utvecklingen går verkligen fort.

Åtta år före utsatt tid blev Sverige det första landet inom som uppfyllde EU:s mål för klimatet. Detta tack vare att industriell efterfråga på förnybar energi. Många hoppas att de perovskitsolceller kan produceras i kommersiell skala genom att finna nya effektiva och lönsamma tillverkningsprocesser. 

Forskare gör framsteg med ny solcellsteknik

Sverige blev det första landet i Europa som uppfyllde EU:s mål för 2020 gällande förnybar energi, åtta år före utsatt tid. Att Sverige var det första landet att nå EU:s mål kan delvis förklaras av den stora industriella efterfrågan på förnybar energi och snabb teknik adoption.

Allt fler solcellspaneler monteras upp runt om i världen och i dagarna börjar Sveriges största solcellspark byggas utanför Motala. Behovet av billig solcellsteknik växer, och nu har KTH-forskare gjort framsteg med perovskitsolceller som kostar mindre att tillverka än traditionell teknik baserad på kisel.

Forskaren James Gardner har lyckats doppa perovskitsolceller i vattenavvisande molekyltunn förening för förlänga livstiden till 100 dagar. 

De första perovskitsolcellerna såg dagens ljus för tolv år sedan då forskare från Toin University i Japan introducerade dem för omvärlden. Då var tekniken inte särskilt stabil, och verkningsgraden låg på 3,8 procent. Sedan dess har det hänt en hel del och numera är perovskitsolceller lika effektiva när det gäller att omvandla ljus till elektricitet som kiselsolceller. Detta då de är mycket bättre på att absorbera solljus.

Perovskitsolceller tål fukt

En annan fördel med perovskitsolceller är att de är betydligt billigare att tillverka än sin kiselbaserade kusin. När allt fler solcellsparker byggs blir detta en viktig parameter. Samtidigt har de en stor svaghet i sammanhanget, och det är att de inte tål fukt.

Forskare vid KTH med universitetslektorn James Gardner i spetsen har studerat denna svaghet och adresserat den, vilket givit dem en publicering i den vetenskapliga tidskriften Communications Materials.

– Perovskitsolceller förutspås bli nästa stora grej inom fotovoltaik, det vill säga tekniken som omvandlar ljusenergi från solen till elektrisk energi genom solceller. De har tidigare varit instabila i kontakt med vatten, men vi har tagit ett stort steg framåt på det området, säger James Gardner, forskare på avdelningen Tillämpad fysikalisk kemi vid KTH.

Bibehållen verkningsgrad

Det forskarna gjort är att de doppat perovskitsolcellerna i en vattenavvisande molekyltunn förening, som också är perskovitbaserad.

– Vanligtvis löses perovskit upp ögonblickligen vid kontakt med vatten. Vi har bevisat att vårt material överlever flera minuter helt nedsänkt i vatten. Vidare så behåller de solceller som vi byggt av materialet sin verkningsgrad i över 100 dagar efter att de tillverkats.
Forskningsarbetet är ett steg framåt mot kommersiell produktion av perovskitsolceller.

Relatede artiklar