Japanske forskere har utviklet en metode for å sortere organiske materialer for solceller ut fra hvor effektivt de danner elektriske ladninger. (Foto: Yutaka Moritomo/University of Tsukuba)
Japanske forskere har utviklet en metode for å sortere organiske materialer for solceller ut fra hvor effektivt de danner elektriske ladninger. (Foto: Yutaka Moritomo/University of Tsukuba)

Ny giv for organiske solceller

Metode utviklet for å finne de beste materialene.

Publisert

En japansk forskergruppe har utviklet en måte å finne ut hvor effektive organiske solceller er. Organiske solceller bruker organiske molekyler for å lage strøm av sollys.

Organiske solceller er laget av billige råmaterialer. De kan framstilles i store mengder, og de kan lages bøyelige. Til gjengjeld er de mindre effektive enn de vanlige silisiumcellene.

Mer komplisert virkemåte

Organiske solceller er også mer kompliserte i virkemåten enn vanlige solceller av silisium. Derfor har det vært vanskeligere å finne ut hvordan de kan gjøres mest mulig effektive.

- Når sollyset frigjør elektroner i et organisk materiale, kan de bli fanget i et “nett”, forklarer Erik Stensrud Marstein, leder solcellelaboratoriet på Institutt for energiteknikk.

Elektronene er bundet opp i det som kalles et eksiton. Eksitonet må deles opp for å få ut strømmen.

- Det er de grunnleggende mekanismene knyttet til hvordan ladninger dannes, som de japanske forskerne har sett på, sier Marstein til forskning.no.

Grunnleggende arbeid

I en organisk solcelle lager sollyset et eksiton - en kombinasjon av et elektron og et hull, en positiv ladning i materialet. Elektronet må frigjøres fra eksitonet før det kan danne elektrisk strøm.  (Foto: (Figur: S. Babar, bearbeidet av forskning.no, Wikimedia Commons.))
I en organisk solcelle lager sollyset et eksiton - en kombinasjon av et elektron og et hull, en positiv ladning i materialet. Elektronet må frigjøres fra eksitonet før det kan danne elektrisk strøm. (Foto: (Figur: S. Babar, bearbeidet av forskning.no, Wikimedia Commons.))

Forskerne har utviklet en metode basert på laser som gjør det mulig å teste mange forskjellige kombinasjoner av organiske materialer.

- Dette er et grunnleggende viktig arbeid. Det er mye spennende ved organiske solceller, sier Marsten.

- Med det samme materialet som brukes i plastposer, kunne du nesten ha dekket en hel ørken med solceller, fortsetter han.

Silisium faller i pris

Men selv om organiske solceller på sikt kan bli billige å lage i stor skala, peker Marstein på at også vanlige silisiumceller faller sterkt i pris.

- Også silisium kan lages i storskala. Årlig lages det rundt 3-400 kvadratkilometer med vanlige solceller av silisium i verden.

Dessuten er det ikke bare solcellen som koster. Både organiske og silisumbaserte solceller må bygges inn i glasspaneler, og de trenger også elektronikk.

- Virkningsgraden er derfor svært viktig å få opp, og her har silisium et klart fortrinn i dag, sier Marstein.

Referanse:

Yutaka Moritomo et.al: Effect of temperature on carrier formation efficiency in organic photovoltaic cells, Applied Physics Letters, 19.8.2014.