Solceller slår rekord og fordobler deres effektivitet

KAMPEN FOR KLIMAET: Almindelige solceller på markedet har typisk en effektivitet under 20% – men nu er det lykkedes forskere at udvikle celler med en maksimal effektivitet på over det dobbelte. Gennembruddet kan på sigt accelerere omstillingen til grøn energi.

KAMPEN FOR KLIMAET: Almindelige solceller på markedet har typisk en effektivitet under 20% – men nu er det lykkedes forskere at udvikle celler med en maksimal effektivitet på over det dobbelte. Gennembruddet kan på sigt accelerere omstillingen til grøn energi.

Shutterstock

Solcelleanlæg er ekstremt populære i de nordiske lande. Det er driftsikre, støjfri og vedvarende energikilder. Men de er også kendt for at være ganske ineffektive sammenlignet med andre energiformer.

Når Solens lys rammer cellerne, absorberes og samles en procentdel af lyset som energi. Resten reflekteres bort. De mest effektive solceller på markedet har derfor kun en effektivitet på omkring 23%, mens gennemsnittet ligger mellem 17 og 19%.

Nu har forskere fra det amerikanske energiministeriums forskningsenhed, National Renewable Energy Laboratory, demonstreret, at det kan lade sig gøre at bygge solceller med en effektivitet på hele 47.1%.

Men det drejer sig heller ikke om et helt almindeligt solcelleanlæg.

Effektive solceller styrker den grønne omstilling

Konsekvensen af bedre effektivitet er enkel: Jo bedre effekt, desto mindre areal behøves til den samme energiproduktion.

En fordobling i effektiviteten ville svare til, at et måltid mad pludselig kunne brødføde dobbelt så mange mennesker.

Når solcellerne bliver mere effektive, kan de bedre konkurrere med med traditionelle energikilder, og det sætter skub i den grønne omstilling.

Lyset koncentreres som fra 143 sole

For det første er solcellen konstrueret i lag af 6 forskellige fotoaktive materialer. Solcellen er tre gange tyndere end et menneskehår, men den består faktisk af 140 individuelle lag, som er placeret i en stak ovenpå hinanden.

Solens hvide lys består af et bredt spektrum af bølgelængder, og forskellige typer af materialer har varierende evne til at opsamle forskellige bølgelængder. Den lagdelte konstruktion kan med andre ord udnytte en større del af det samlede lysspektrum til energiproduktionen.

For det andet er koncentrationen af lys optimeret med en konstruktion af spejle, som fokuserer lyset på solcellen. På den måde opnår forskerne en lyskoncentration svarende til 143 sole.

Hvis den slags spejle skulle sidde på almindelige solcelleanlæg, ville spejlene skulle følge Solens bevægelse og fastholde en præcis vinkel for lysindfaldet inden for 1 grad af 90 grader. Det er dyrt og kompliceret.

Rumfart og biler står forrest i køen

Derfor er det også endnu mere interessant, at forskernes solcelle under normale omstændigheder – altså ved almindeligt sollys og uden brug af den sindrige spejlkonstruktion – opnåede en effektivitet på 39,2%. Det er stadig langt bedre end de nuværende løsninger på markedet.

På grund af termodynamikkens love er det umuligt at ramme en perfekt effektivitet. Den teoretiske grænse ligger omkring 86%, men forskerne mener, at de med forbedringer i konstruktionen kan ramme 50%.

De amerikanske rekordsolceller er stadig på det eksperimentelle stadie, og de bliver ikke installeret på Nordens hustage i den nærmeste fremtid. Men de vil kunne benyttes tidligere af militæret, i rumforskningen og måske endda i din bil.