Fredrik A. Martinsen

Fredrik A. Martinsen var stipendiat ved Institutt for fysikk. Han tilhørte forskningsgruppen anvendt fysikk

Fibersolceller – Morgendagens solceller?
        
21
  21. august, 2015
        


fibersolceller-main
Ved hjelp av en helt ny måte å bruke et tradisjonelt solcellemateriale på, har vi klart å lage solceller med høy effektivitet til en billig penge. I tillegg kan de brukes på helt andre måter enn vanlige solceller.

Den vanligste typen solceller som produseres i dag, lages av silisium. Fordelen med materialet er at det er billig, finnes i rikelige mengder i naturen samt at vi har mye kunnskap om det etter mangeårig bruk i elektronikkindustrien.

I solcellesammenheng krever dog dette materiale kostbar bearbeiding for å fungere godt ettersom nesten alle urenhetene i materialet må fjernes før det er godt nok egnet.

Billig, men bra
Vi har funnet en måte hvor silisium som har flere urenheter, og dermed er billigere, kan brukes til å lage solceller. Disse vil kunne fungere like godt som tradisjonelle, silisiumbaserte solceller.

Min veileder, professor Ursula Gibson, undersøker en av de nyutviklede fibersolcellene

Min veileder, professor Ursula Gibson, undersøker en av de nyutviklede fibersolcellene

 

Solcelletråder
Idéen baserer seg på en helt ny form for solcelledesign, nemlig millimetertynne tråder av silisium, innbakt i glass.

Disse silisiumtrådene lager vi ved å bruke en metode som vanligvis brukes til å produsere fiberoptiske kabler.

En silisiumkjerne føres inn i et glassrør med en diameter på ca 3 mm. Røret blir ­varmet opp, slik at metallet smelter. Samtidig blir glasset mykt, og kan trekkes til en tynn tråd. Silisiumet i glasset følger med. I prosessen med oppvarming og ut­trekking kan tråden bli 100 ganger tynnere enn utgangspunktet, og kan lages i kilometerlange lengder

Dyr rensing unødvendig
I denne prosessen forsvinner også de urenhetene i silisiumen som tradisjonelt sett fjernes gjennom dyr oppvarming og smelting av materialet . På denne måten slipper en å utføre en ellers svært dyr og energikrevende prosess. Dette bidrar også til å senke prisen på de ferdige cellene.

På solcellelaboratoriet testes blant annet materialets lysabsorberende egenskaper

På solcellelaboratoriet testes blant annet materialets lysabsorberende egenskaper

Ulike former
Fiberne kan videre settes sammen til solceller gjennom å plassere dem vertikalt i en skogs-geometri, eller vi kan plassere dem ved siden av hverandre på lik linje med tømmerstokker.

Begge geometriene har den egenskapen at de effektivt absorberer sollyset, mens de i tillegg kun består av små menger silisium sammenliknet med dagens kommersielle celler. Dette bidrar ikke bare til å senke prisen, men også til øke den allerede høye miljøgevinsten.

Muliggjør nye bruksområder
Gjennom å anvende tynne og fleksible silisiumfibre i våre solceller har vi muligheten til å fabrikkere bøyelige solceller samt solceller med justerbar gjennomsiktighet.

Dette åpner for en rekke fascinerende applikasjoner slik som solceller bygd inn i klær, solceller på bilkarosserier og flyvinger, samt solceller bygd inn i arkitekturirske komponenter som vinduer og kurvede fasader.

Les også:
Solkraft frå urein silisium, Debatt Teknologi – Dagens Næringsliv