Forskare vid Oxfords universitets fysikinstitution har utvecklat en ny metod för att generera solenergi utan traditionella solceller baserade på kisel. Istället har de skapat ett nytt, kraftgenererande material som kan appliceras på ytor av vanliga föremål, som ryggsäckar, bilar och mobiltelefoner. Detta nya tillvägagångssätt kan förändra sättet vi producerar och använder solenergi på.
– Vår innovation bygger på att vi kan använda en tunn och flexibel ljusabsorberande film som för första gången kan appliceras på nästan vilken yta som helst, säger Dr Shuaifeng Hu, postdoktor vid Oxford University Physics. Tekniken bygger på att stapla flera lager av ljusabsorberande material i en enda solcell, vilket gör att vi kan utnyttja ett bredare spektrum av solljuset.
Ett genombrott inom energieffektivitet
Denna så kallade multijunktionsmetod har uppnått över 27 % energieffektivitet, vilket nu motsvarar prestandan hos traditionella kiselbaserade solceller, enligt Dr Hu. Detta banbrytande resultat har bekräftats av Japan's National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST).
– Vi har på bara fem år lyckats höja verkningsgraden från 6 % till över 27 %, vilket närmar sig gränsen för vad kiselbaserade solceller kan uppnå idag. Vi tror att denna teknik i framtiden kan leda till solceller som överstiger 45 % i verkningsgrad, säger Dr Hu.
Till skillnad från traditionella solpaneler är detta nya material endast en mikrometer tjockt, vilket gör det nästan 150 gånger tunnare än en vanlig kiselskiva. Dess flexibilitet och mångsidighet gör att det kan appliceras på allt från byggnader till fordon, vilket öppnar upp nya möjligheter för hur och var solenergi kan genereras.
Framtidens solenergi utan stora solcellsparker
Dr Junke Wang, en annan forskare vid Oxford University Physics, förklarar fördelarna med det nya materialet:
– Genom att använda nya material som kan appliceras som en beläggning, har vi visat att vi kan efterlikna och till och med överträffa kisel, samtidigt som vi får flexibilitet. Detta är viktigt eftersom det lovar mer solenergi utan behovet av lika många kiselbaserade paneler eller särskilda solcellsparker.
Henry Snaith, professor i förnybar energi vid Oxfords universitet, säger att denna innovation kan bli en plattform för en ny industri, som tillverkar material för att generera solenergi på ett mer hållbart och kostnadseffektivt sätt.
En växande industri med global potential
Forskarna vid Oxford University har arbetat med tunna filmperovskiter i över ett decennium, och deras arbete har redan börjat bana väg för kommersiella tillämpningar inom flera industrier, inklusive byggbranschen och fordonsindustrin. Ett företag som grundades av forskargruppen, Oxford PV, har redan börjat storskalig tillverkning av perovskitbaserade solceller vid en anläggning i Tyskland.
Professor Snaith påpekar att trots Storbritanniens innovativa arbete inom solenergi har regeringen ännu inte matchat de kommersiella incitamenten som erbjuds i andra delar av Europa och USA.
– Solenergi har hittills främst setts som något som kräver nya solcellsparker, men den verkliga tillväxten kommer från att kommersialisera nya innovationer, säger han.
Möjligheter och utmaningar framåt
Forskarna hoppas att deras nydanande arbete kommer att fortsätta driva ner kostnaderna för solenergi och minska beroendet av fossila bränslen. Sedan 2010 har den globala genomsnittskostnaden för solenergi sjunkit med nästan 90 %, och nya material som tunna filmperovskiter har potential att göra solenergi ännu billigare.
– Vi kan föreställa oss en framtid där perovskitbeläggningar appliceras på en mängd olika ytor för att generera billig solenergi, säger Dr Wang. Detta kan på sikt minska behovet av kiselpaneler och stora solcellsparker.
Oxford-forskarna har redan visat att Storbritannien ligger i framkant inom vetenskaplig innovation, men utan rätt incitament och stöd riskerar landet att missa möjligheten att leda denna växande globala industri, avslutar Professor Snaith.
Källa: Sun Energy News