Solceller för byggnader vässas i nytt EU-projekt

Marika Edoff är koordinator för EU-projektet ARCIGS-M om solceller som integreras i byggnader.

Marika Edoff, professor i fasta tillståndets elektronik, är koordinator för projektet. Upptaktsmötet hölls i maj på Ångströmlaboratoriet och i november hölls ett möte i Eindhoven i Holland. I fokus står tunnfilmssolceller och hur de kan göras mer effektiva och integreras i byggnader.

Den dominerande tekniken på marknaden är solceller av kisel, som tillverkas i stor skala och därmed till ett lägre pris. Tunnfilmssolcellerna bygger på en annan teknik och ser annorlunda ut. De består av mikroskopiskt tunna filmer som monteras på till exempel glas. Modulerna kan göras till helt svarta byggstenar, som på fasaden till Frodeparken.

– För att kunna konkurrera med kiselsolceller måste man gå in på så oerhört stora produktionsvolymer så det är svårt att komma in som ny. Därför har vi tittat efter en lämplig nisch där det går att växa, säger Marika Edoff.

– Inom byggnadsintegration finns det unika möjligheter för tunnfilmssolceller, framför allt att se estetiskt annorlunda ut. Med tunna filmer finns det också möjligheter att göra solceller flexibla och i lättvikt.

Böjliga och flexibla solceller

I EU-samarbetet ingår till exempel ett stålföretag som tillverkar ett stålsubstrat som solceller skulle kunna fästas vid för att göras böjliga och flexibla.

Utmaningen för forskarna ligger i att göra materialen tunnare utan att försämra verkningsgraden, som idag ligger på 21 procent. För att lyckas med det används olika optiska tekniker, som att bygga in speglar i de tunna skikten så att dubbelt så mycket ljus absorberas.

– Det kan verka larvigt att göra skikten ännu tunnare eftersom skiktens sammanlagda tjocklek är ungefär tre mikrometer, vilket man får om man tar ett hårstrå och skivar det i tjugo skivor. Men vi vill pressa det här ytterligare, minska materialåtgången med faktor fyra och göra de ljusabsorberande skikten en halv mikrometer tjocka istället för två.

Under utvecklingsarbetet skickas små prover med post kors och tvärs över Europa, berättar Marika Edoff.

– De senaste proverna hade fått ett skikt hos oss och skickades sedan till Belgien där de fick ytterligare skikt. Sedan skickades de till Portugal där de fick mönstring av skikten och kom tillbaka till oss så vi kunde göra mätningar.

Slagit igenom stort

Internationellt har solcellerna slagit igenom stort de senaste åren. I länder som Tyskland och Italien är det vanligt med solceller på taken. Sverige ligger inte lika långt framme, men nu börjar marknaden växa även här, med olika stödsystem för att installera solceller i byggnader. Då bildas också förutsättningar för solcellsverksamheter och nya arbetstillfällen, menar Marika Edoff.

– Produktionen är en sak, men det ger också många arbetstillfällen att bygga anläggningar, importera solceller, sätta upp dem och installera dem. Genom EU-projektet kan vi samla kompetenser och hoppas också öka synligheten för solceller och lobba för att få fram långsiktiga lösningar i Sverige.

Marika Edoff var med och grundade solcellsföretaget Solibro och har i många år arbetat både som forskare och inom företaget. När hon började med tunnfilmssolceller år 1990 hade solcellerna en verkningsgrad på 10 procent. Nu har de kommit upp i 21 procent, inte långt ifrån världsrekordet på 22,6 procent.

Framgången tillskriver hon det nära samarbetet mellan universitet och företag.

– Olika EU-projekt har varit avgörande för att tekniken har kommit så långt fram, genom att gynna samarbetat mellan företag och forskargrupper. Det har varit superviktigt.

---

Fakta

CIGS-solceller består av tunna skikt av ämnena indium, gallium, koppar och selen. Detta halvledarmaterial är en fantastiskt effektiv ljusabsorbator som kan beläggas på olika typer av underlag. Forskningen eftersträvar att uppnå en så hög verkningsgrad som möjligt för solcellerna genom att använda olika material, olika kombinationer av material samt att förändra tillverkningsprocessen.

EU-projektet ARCIGS-M startade i december 2016 och koordineras från Uppsala universitet. Det är ett samarbete mellan 13 parter från akademi och näringsliv från fem olika länder. Projektet har beviljats 4,5 miljoner euro på tre år och ska pågå fram till 2019.