En forskargrupp från Uppsala universitet har i samarbete med kinesiska forskare lyckats tillverka superlätta solceller på en tunn plastfilm. De har använt en teknik med så kallade kvantprickar, små nanometerstora kristaller av blysulfid, som gör det möjligt att producera solcellerna vid låg temperatur. De gör också cellerna extremt böjliga, enligt studien, som har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Energy and Environmental Science.
- Vi var först tvungna att tillverka kvantprickar med hög kvalitet, som har bra ljusabsorption och inte så många defekter, till exempel att det saknas en atom i eller på ytan av kvantpricken, berättar Erik Johansson, lektor i fysikalisk kemi vid Uppsala universitet.
En annan svårighet var att konstruera en genomskinlig kontakt som kan leda strömmen vidare från solcellen. Forskarna använde sig av långa men smala silvernanotrådar, cirka 30 nanometer i diameter, som lades i en lösning. När lösningen applicerades på plasten och torkade bildades ett oregelbundet nät av silvertrådarna. På så sätt kan trådarna leda ström men ljus kan ändå passera genom nätet.
Ovanpå nätet deponerades ett tunt lager av en zinkoxidlösning, därefter placerades kvantprickarna ovanpå. Överst lades ett tunt guldlager för att bilda den andra kontakten.
Solcellerna som tillverkades på det här sättet på en tunn plastfilm hade en verkningsgrad på 9,9 procent. När solcellerna i stället placerades på glas nådde de som bäst en verkningsgrad på 10,8 procent.
Lätta solceller har många fördelar. Det går åt mindre material och energi vid tillverkningen, samtidigt som det inte krävs lika mycket bränsle för att transportera dem till användningsplatsen.
- Sammantaget kan lätta solceller därför bli mer miljövänliga än tyngre solceller, säger Erik Johansson.
Dessutom kan solceller som är lätta och böjliga användas på nya sätt.
- Man kan till exempel tänka sig att dessa solceller skulle kunna läggas som ett extra lager på tak eller fasadmaterial för byggnader i framtiden, säger Erik Johansson.
De solceller som har tillverkats i det svenskkinesiska samarbetet är mycket små, cirka en kvadratcentimeter. Än så länge är det långt kvar till en produkt på marknaden.
- Man behöver visa att solcellerna kan göras på större ytor och att de är stabila över flera år och klarar låga och höga temperaturer. Men den här studien är ett första steg mot supersolceller med kvantprickar, säger Erik Johansson.
