Gennemsigtige solceller kan bruges i vinduer. Men indtil nu har de enten ikke været særligt gennemsigtige eller særligt effektive. Det vil et projekt med danske forskere fra Mads Clausen Instituttet ved SDU i Sønderborg lave om på. Med et revolutionerende koncept vil EU projektet CITYSOLAR gøre energiproducerende, gennemsigtige vinduer mainstream.
EU-projektet CITYSOLAR har den målsætning at revolutionere markedet for gennemsigtige solceller i vinduer. Projekts partnere består af nogle af verdens førende forskere på området og nogle af de stærkeste industrielle aktører på markedet, og de har sat sig det ambitiøse mål at lave de mest effektive og mest gennemsigtige, strømproducerende vinduer verden endnu har set.
Og det kan blive en reel gamechanger i den grønne omstilling. I storbyer findes masser af bygninger og højhuse med store facader med solafskærmende glas, der skal forhindre overophedning og blænding fra solen. Ideen er, at i stedet for at reflektere sollyset tilbage, skal den bruges til at producere strøm. Vinduerne skal blive små kraftværker og gøre bygningerne energineutrale.
Strømproducerende vinduer kaldes på engelsk ’photovoltaic windows’, på dansk blot PV-vinduer, og det findes allerede på market. Konceptet med gennemsigtige solcelle-vinduer er dog endnu ikke på et stadie, hvor de er klar til masseproduktion og kommercialisering.
Problemet er de to modsatrettede kræfter: effektivitet og gennemsigtighed. De gennemsigtige PV-vinduer har ikke været i stand til at absorbere nok energi til at genere elektricitet på et niveau, hvor det har givet mening. Omvendt har de effektive vinduer ikke været gennemsigtige nok. Men det vil projektet CITYSOLAR ændre på.
“Der sket en utrolig positiv udvikling indenfor nye halvledende materialer til organiske solceller. Sammenholdt med udviklingen indenfor solceller baseret på perovskit materialer betyder det, at vi med vores unikke koncept med tandem-solceller kan sprænge rammerne for effektivitet i PV-vinduer”, siger professor ved SDU, Morten Madsen.
Tandemsolceller kombinerer det bedste fra to verdener
CITYSOLAR-projektet vil fremstille en tandemkonstruktion bestående af perovskit og organiske solceller.
Mineralet perovskit har vist sig ikke blot at være ultrabilligt, men også ekstremt effektivt, når det gælder om at omdanne solens stråler til elektricitet, også når det gælder den ultraviolette del af lysspektret.
Også organiske solceller er i rivende udvikling, mest af alt fordi det er lykkedes at forbedre deres effektivitet for den infrarøde del af lysspektret. De består af kulstofbaserede materialer i helt tynde plastiklag.
CITYSOLAR-projektets unikke tandemsolcelle-koncept kombinerer et lag organiske solceller med en tynd film af perovskit.
“Gennem nye koncepter indenfor modulintegration og lysstyrende film, samt de nye materialer, vil vi opnå en effektivitet på over 15procent, hvilket understøttes af konsortiets beregninger. Nu skal vi så bevise det og føre det ud i livet, siger Morten Madsen.
Kombinationen af organiske solceller og perovskit har den fordel, at de to typer kan justeres til at absorbere forskellige bølgelængder af solens stråler. Tandemsolcellen høster således hovedsageligt energi fra solens infrarøde og ultraviolette stråler, men ikke det synlige lys, hvilket gør det muligt at sætte nye standarder for effektivitet i semi-transparente PV-vinduer, som er interessante i kommerciel henseende.
Derfor er der ikke kun tilknyttet skarpe hjerner fra den akademiske verden til CITYSOLAR-projektet, men også stærke, industrielle aktører. I projektets partnerkreds finder man således både SMV’er og store internationale virksomheder.
“Det er særdeles vigtigt at stærke industrielle virksomheder er tilknyttet projektet, som kan demonstrere, hvordan konceptet kan integreres i kommercielle produkter”, siger Horst-Günter Rubahn, leder af Mads Clausen Instituttet, som står for den danske del af projektet.
Han fortæller videre, at projektet er et resultat af den voksende, internationale betydning SDU Sønderborg har inden for forskning i organiske solceller. SDU Sønderborg har med flere forskningsmæssige gennembrud manifesteret sig som et fyrtårn indenfor forskningsfeltet og den voksende anvendelighed af teknologien.
CITYSOLAR-projektet løber i tre år. Det er målet at bygge en demonstrationsmodel på over 100cm2 af det unikke koncept baseret på tandem-solcellerne.
