Forskere fra University of Michigan i USA har lavet et lille gennembrud for den grønne omstilling ved at udvikle transparente solceller med rekordhøj effektivitet.
På sigt kan solcellerne installeres direkte i vinduer, hvor de laver strøm, samtidig med at lys får lov at passere igennem og oplyse husene. Præcis som almindelige vinduer.
Teknologien er særligt attraktiv i storbyer på store glasfacader, som i dag allerede ofte er belagt med en film, som reflekterer en del af sollyset tilbage for at regulere temperaturen og lysindfaldet. Ideen er, at den lysenergi skal høstes i stedet for at gå til spilde.
Rekord: Omdanner 10% af lyset til strøm
Transparente solceller bygger på en grundlæggende byttehandel, hvor effektivitet ofres for gennemsigtighed. Derfor er det særligt imponerende, at forskernes nye solcelle opnåede en effektivitet på 10,8 procent og en transparens på 45,7 procent.
Den transparente solcelle var med andre ord i stand til at omdanne en tiendedel af det opfangede sollys til elektricitet, mens knap halvdelen af lyset fik lov at passere gennem den. Og det er faktisk en rekord.
Effektiviteten ligger på cirka det halve af de silicium-solceller, der sidder på din nabos tag, men den er nogenlunde dobbelt så høj som andre transparente solcellers. Gennemsigtigheden svarer til den, du kender fra en tonet bilrude eller et par solbriller.
Dansende elektroner skaber energi
Transparente solceller er en smule anderledes end de almindelige silicium-solceller. De er nemlig ikke bygget af silicium – som ikke er gennemsigtig – men af organiske, kulstofbaserede materialer i helt tynde plastiklag.
Ikke desto mindre fungerer den transparente solceller mere eller mindre på samme måde som sin silicum-fætter.
Solcellen består af et n-lag og et p-lag, som er bygget af forskellige materialer, der giver dem forskellige elektriske spændinger. N-laget har et overskud af elektroner, og p-laget har et underskud. Når de to lag lægges sammen, opstår der derfor et elektrisk felt mellem dem.
Når Solen så skinner på solcellen, kan lysets fotoner slå elektroner løs, og de løsslupne elektroner begynder at flytte sig i overensstemmelse med det elektriske felt i lagene. Elektronernes bevægelse skaber en elektrisk strøm, som samles op i et strømførende materiale og føres ud gennem kabler.
Forskernes næste mål er at fordoble den transparente solcelles effektivitet og forlænge levetiden til 10 år.