Stort EU-samarbete kring tandemsolceller

29 augusti 2022

Marika Edoff vid solceller

– Målet är att få fram en prototyp med hög verkningsgrad, vi ska visa att tekniken fungerar under verkliga omständigheter, säger Marika Edoff.

Utveckling av tandemsolceller, som kombinerar kiselteknik och tunnfilmsteknik, kan ge effektivare och billigare solenergi. – Om vi vill ha ännu billigare solenergi i framtiden behöver vi ta ett tekniksprång, säger Marika Edoff, professor vid Uppsala universitet, som leder ett nystartat EU-projekt om tandemsolceller.

Projektet ska pågå i tre år i samarbete mellan 14 olika partners – universitet, forskningsinstitut och företag. Finansiärer är EU:s Horizon-program. Till hösten startar ett intensivt arbete med att få fram en fungerande tandemsolcell som också ska testas utomhus.

Marika Edoff, professor i fasta tillståndets elektronik
vid Uppsala universitet. Foto: MIkael Wallerstedt

– Målet är att få fram en prototyp med hög verkningsgrad, vi ska visa att tekniken fungerar under verkliga omständigheter, säger Marika Edoff.

Tandemsolceller är hett inom forskningen idag och är en vidareutveckling av kiselsolceller, som är vanligast på marknaden. Det är en mogen teknik, som inte går att utveckla så mycket längre. Däremot kan effektiviteten öka om man lägger till ett lager av ett annat material, som tar hand om en del av solstrålarna och omvandlar dem till energi.

– Toppcellen är specialist på det blåa ljuset och gör det bättre än kiselsolcellen som är specialiserad på det röda ljuset. Och därför får man en bättre verkningsgrad i den kombinerade solcellen, förutsatt att cellen man lägger ovanpå är effektiv och lika stabil under lång tid som kiselsolcellen, säger Marika Edoff.

Nya genombrott inom forskningen

Inom det här projektet ska man addera tunnfilmsmaterialet CIGS, som man länge forskat på vid Uppsala universitet. CIGS-solceller har tidigare producerats i stor skala, men sedan konkurrerats ut av kiselsolceller.

Det går att göra CIGS-solcellerna blåljusspecialiserade men det har varit svårt att göra det tillräckligt effektivt, berättar Marika Edoff.

– Nu finns det nya genombrott inom forskningen, där man blandar in silver och svavel. Men de två nya materialen kan vi komma ännu högre i verkningsgrad. Vi tänker att det här är chansen för CIGS-tekniken att bidra till världen. Just eftersom den är industrialiserad och prövad under lång tid, finns ett gott förtroende för tekniken och det är viktigt med tanke på stabilitetskravet. Det här är produkter som ska hålla i minst 25 år.

Explosionsartad utveckling

Marika Edoff har forskat om solceller i 20 år och mycket har hänt under de åren. I början var det en dyr teknik med ett snävt användningsområde. Idag är solceller mycket mer effektiva och dessutom billiga att framställa.

– Vi ser en storskalig utvecklingen av solceller i hela världen, det är en explosionsartad utveckling. Nu står solceller för nära sex procent av världens elproduktion och är snart lika stort som vindkraft, som också ökar snabbt. Kärnkraft står för tio procent av den globala elproduktionen men ökar inte lika fort, så solen kommer att gå om kärnkraften i andel genererad el om bara något år. Det är en enormt stark ökning just för att solcellerna är så kostnadseffektiva.

Hon ser fram emot att leda projektet, som samlar de största experterna på CIGS-solceller men även några som kan mycket om kiseltekniken. Foto: Mikael Wallerstedt

Idag sker mycket av produktionen i Kina, men även inom Europa satsar man på att bygga fabriker. Det är numera möjligt att ge statligt stöd till solcellsproduktion inom EU.

– Det är ju vettigt om vi har en stor marknad i Europa att vi också tillverkar. Då har man koll på de etiska aspekterna och kan få till en mer klimatsmart tillverkning. Om kiselbasmaterialet till exempel görs i Norge med vattenkraft, minskar kolavtrycket för solceller. Norge har sedan länge en betydande tillverkning av kisel, säger Marika Edoff.

Pionjärer inom tunnfilmsteknik

Hon ser fram emot att leda projektet, som samlar de största experterna på CIGS-solceller men även några som kan mycket om kiseltekniken. Entusiasmen är stor bland deltagarna, berättar hon.

Hur ligger forskningen vid Uppsala universitet till internationellt?
– Vi ligger bra till och är välkända. Det vi gör tittar andra på, vilket visar att vi är respekterade bland forskare i världen. Det här med att använda silver var det inte vi som hittade på utan forskare i USA. Sedan har vi dragit det ett steg till och nu är det väldigt många som experimenterar med silver. Vi var också pionjärer i att använda väldigt tunna skikt i solcellerna. Man kan säga att vi leder utvecklingen i att hitta på nya saker.

EU-projekt om tandemsolceller

EU-projektet SITA som koordineras av Uppsala universitet har fått 5 miljoner euro för att forska om tandemsolceller. SITA har 14 akademiska och industriella partners från Sverige, Tyskland, Frankrike, Belgien, Schweiz, Polen och Portugal. Marika Edoff, professor i fasta tillståndets elektronik vid institutionen för materialvetenskap, Uppsala universitet, är koordinator för projektet.

Prenumerera på Uppsala universitets nyhetsbrev



Senast uppdaterad: 2022-06-02