Først en rask forklaring: Sollys inneholder små energipartikler som kalles fotoner. Når fotoner treffer solceller, slås elektroner løs og lager strøm.
Over halvparten av sollyset er usynlig (mest infrarødt lys), men inneholder også en energirik del som kalles UV-stråler.
Infrarøde (IR)-fotoner er for svake til å slå løs elektroner i solceller, mens UV-fotoner har to eller tre ganger den nødvendige energien til å gjøre dette. Problemet er at fotonene, uansett styrke, aldri klarer å slå løs mer enn ett elektron om gangen.
– Hvis du lager en omelett, knekker du egg. Hvis du prøver å knekke egget med en q-tip, har du ikke nok kraft. Smeller du egget hardt i gulvet, knekker egget, men du oppnår ikke noe mer enn det, illustrerer Hansen.
Les også: Etterlyser mer solcelleforskning
Energien forsvinner
Følger man denne metaforen, er det slik at den resterende energien som ikke slår løs elektronene forsvinner ut som varme i solcellen. Røde fotoner, derimot, har den perfekte styrken.
Derfor forsker Hansen på hvordan man kan konvertere UV- og IR-fotoner om til røde fotoner.
Lett blanding
Det første stadiet i løsningen hans er å blande titanoksid og europium. Titanoksid fanger opp lys og finnes blant annet i solkrem, mens europium brukes i de røde fargecellene i bilderørsskjermer.
Det er samspillet mellom disse som danner røde fotoner: UV-fotoner slår løs høyenergiske elektroner i titanoksid, mens europiumatomene bruker energien til å sende ut røde fotoner.
Les også: – Blodbadet er bra for solindustrien
Dobling
Hvis man klarer å gjøre om all UV- og IR- energi til rødt lys, kan man altså doble effektiviteten i dagens solceller, som ligger på 16–18 prosent.
– Jeg tenker ofte på hvorfor ingen har gjort dette før, smiler Hansen.
IFE: Nye tider for solindustrien
Sprayboks
Han ser for seg at materialene kan legges som en nanotynn hinne over solcellen, enten under produksjonen eller i etterkant.
– Dette kan fungere på gamle og nye solceller. De stoffene jeg bruker tåler vær og vind fordi lignende materialer brukes som beskyttelse mot nettopp dette. Jeg ser også for meg at stoffet kan selges på sprayboks etter hvert, sier doktorgradsstipendiaten.
Les også: Opplever solskinn tross solkrise
Flere interessenter
Prosjektet hans er en del av Forskningsrådets Forskningssenter for Miljøvennlig Energi (FME-Sol), som er et nasjonalt forskningsprosjekt hvor blant andre UiO og industripartnere som REC er involvert.
Hansen tror industrien med tiden kan nyte godt av teknologien hans.
– Solceller skal igjennom en mengde produksjonsprosesser fra før av, og dette blir maksimum ett steg ekstra. Det kan også inkorporeres i de stegene som allerede er der. Det ville ikke blitt komplisert å gjøre dette, mener han.
Les også: Utvikler mer effektive solceller
Billig?
Ett av de store spørsmålene er hvor dyrt det blir.
Akkurat nå er teknologien på utviklingsstadiet, men testing i løpet av de neste årene kan etter hvert gi et svar.
Hansen er imidlertid optimist.
– Man trenger ikke mye av dette, så det trenger ikke å være dyrt. Dette beror seg på billige ting. Jeg vil tro at man kan bruke dette i solceller innen fem eller ti år, sier han.
Les også:
