Usynlig: En gjennomsiktig, selvlysende solkonsentrator over et stykke glass. Helt uten farge. (Bilde: Yimu Zhao)

GJENNOMSIKTIG SOLCELLE - TRANSPARENT LUMINESCENT SOLAR CONCENTRATOR

Gjennomsiktig solcelle lager strøm av usynlig lys

Men gjennomsiktige solceller i vinduer er et paradoks, mener forsker.

Høye kontorbygg dekket av vinduer, skjermen på et nettbrett eller en mobiltelefon. Dette er flate, lyse og glatte gjenstander som pekes ut som produksjonsflate for neste generasjon solceller.

I flere år har flere internasjonale universitetsmiljø forsøkt å utvikle gjennomsiktige solceller som kan gjøre brukes på for eksempel vinduer.

Et av problemene med de tynne, gjennomsiktige plastlignende materialene er at effektiviteten har vært lav og, ikke minst, at materialene har hatt sterk farge eller i stor grad dempet lyset.

Et forskerteam ved Michigan State University er blant dem som nå melder at de har utviklet en helt gjennomsiktig, selvlysende solkonsentrator.

Håpet er at den kan brukes på bygninger, mobiltelefoner og andre enheter som har en flat, lys overflate, og generere strøm.

Les også: Verdens største solvarme-kraftverk griller fugler i luften

Fargeløs

– Ingen ønsker å sitte bak fargede glass. Det blir som å jobbe i et diskotek. Derfor har vi konsentrert oss om å gjøre den gjennomsiktige filmen fargeløs, sier kjemiingeniør Richard Lund til nettavisen MSUtoday ved Michigan State University.

Lund er professor II og leder forskerteamet ved universitetet.

Tidligere har Teknisk Ukeblad skrevet om kinesiske forskere som mener de har løst fargeproblemet med å bruke vanadiumdioksid mellom to lag av transparent plast.

– Det nye med Michigan-forskernes løsning er at de bruker infrarødt lys, usynlig for det menneskelige øyet, til å produsere strøm, sier Sean Erik Foss, sjef for solenergi-avdelingen ved Institutt for energiteknikk (IFE).

Lyset fra sola består av mange bølgelengder, og mange av dem framstår som farger for det menneskelige øyet. De fleste solceller benytter seg av det synlige lyset, fordi det er i dette området at solen sender ut mest energi.

I bølgelengdene som ikker er synlige for det menneskelige øyet, som ultraviolett og infrarødt, er det betydelig mindre energi. Men det er likevel disse bølgene Michigan-forskerne forsøker å utnytte.

Les også: Slik skal potetbonden Jochen sikre alderdommen med solkraft

Plukker bølgelengder

Forskerteamet har utviklet små organiske molekyler som blant annet plukker opp de infrarøde, usynlige bølgelengene.

– Vi kan "tune" disse materialene for å plukke opp akkurat den ultrafiolette og de nær infrarøde bølgelengdene, som så igjen "gløder" på en annen bølgelengde i det infrarøde, sier Lund.

Det "glødende" infrarøde lyset blir ledet til kanten av plastikken, hvor den fotovoltaiske solcellen er plassert i form av tynne striper, og som produserer elektrisitet.

–  Fordi materialene verken absorberer eller avgir lys i det synlige spekteret, ser de eksepsjonelt gjennomsiktige ut for det menneskelige øyet, forklarer Lund.

Oppfinnelsen imponerer ikke Foss ved IFE.

–  Gjennomsiktige solceller er et paradoks. Lyset som vanligvis brukes til å lage strøm, som går gjennom vinduet, er ikke det samme lyset de bruker til elektrisitetsproduksjonen. Dersom du vil ha synlig lys gjennom vinduet, uten at det blir farget eller dempet, så er det ikke så mye igjen en solcelle kan benytte. Derfor vil gjennomsiktige solceller aldri bli veldig effektive, sier Foss.

Les også: Solceller i plast skal konkurrere mot silisium

Lønner seg ikke

– Oppfinnelsen er morsom, det skal de ha, det er spennende at de bruker det infrarøde lyspekteret. Men materialet skal nesten være gratis, om de skal klare å få økonomi i det, mener Foss.

– Gratis?

– Ja, hvis teknologien skal brukes på vindusglass i bygg, vil ekstrakostnaden ved å montere og sette sammen enheten gi ganske høy strømkostnad. Selv om solcellen er gratis, vil det ikke si at alt rundt den er gratis. Dermed må solcellen ha en viss elektrisitetsproduksjon om gjennomsiktige, fargeløse solceller skal lønne seg, sier Foss.

En tidligere tommelfingerregel i solcelle-bransjen har vært at solceller med mindre energieffektivitet enn 10 prosent ikke vil gi avkastning.

Den selvlysende solkonsentratoren til Michigan-teamet har i øyeblikket en energieffektivet på skarve én prosent.

Målet til forskerne er å øke effektiviteten til fem prosent, mens de mest effektive solarkonsentratorene - med farge - har en energieffektivitet på maksimalt 7 prosent.

Hvis effektiviteten er lavere enn ti prosent , er det ikke sikkert det vil lønne seg å bruke dette i et vindusprodukt. Ekstrakostnaden vil sannsynligvis være høyere enn verdien du får igjen i form av strøm, sier Foss.

Les også:

Nå kan solfangere generere superkritisk vann

Vil dekke veiene med «smarte» solcellepaneler

Oslo innfører investeringsstøtte for solceller