Tunna solceller Sveriges hopp

Tunnfilmssolceller tar stadigt marknadsandelar från kiselsolceller. I Sverige satsar Energimyndigheten stora pengar både på forskning om tunnfilmsteknik och stöd direkt till företag som utvecklar och tillverkar tunnfilmssolceller.

De svenska företag som tidigare byggt solcellsmoduler och paneler med kristallina kiselsolceller har utplånats av konkurrensen från Kina. I dag finns det bara en tillverkare kvar i Sverige, Swemodule i Värmland.

Däremot är optimismen stor om att svenska företag ska ta en position inom tunnfilmssolceller.

Tunnfilmssolceller drar mindre halvledarmaterial och man är inte begränsad av kiselskivans storlek. Det mikrometertunna halvledarmaterialet läggs direkt på en glasskiva.

Energimyndigheten öppnade nyligen plånboken för sex svenska forskningsprojekt inom solenergi - tre i Uppsala, ett i Linköping, ett i Göteborg och ett i Lund. Tillsammans får de 108 miljoner kronor.

Samtidigt får företagen Midsummer och Nlab Solar stöd för att fortsätta utvecklingen av sina tunnfilmstekniker.

Midsummer i Järfälla får 16,4 miljoner kronor för att vidareutveckla sin teknik för CIGS-solceller (länk) och Nlab Solar i Stockholm får ett villkorslån på 60 miljoner kronor för att gå vidare mot industrialisering av sina Grätzel-solceller.

CIGS är en av de vanligaste tunnfilmsteknikerna på marknaden i dag. CIGS står för koppar-indium-gallium-diselenid och är ett ljusabsorberande material som läggs på en glasskiva. Tunnfilmen är bara 1 mikrometer tjock.

Grätzelsolcellen är en fotoelektronikemisk solcell som består av ett poröst halvledarmaterial som är indränkt i ett ljusabsorberande färgämne.

Grätzelsolcellen brukar räknas till den tredje generationens solceller medan CIGS och närbesläktade CZTS räknas till andra generationens solceller.

Än så länge är verkningsgraden i vanliga kiselsolceller väsentligt högre än för tunnfilmssolceller. Å andra sidan väntas tunnfilmssolceller bli mycket billigare att tillverka och kan användas i många fler sammanhang.

Nlab Solar räknar till exempel med att kunna klä hela hus med sitt Grätzelmaterial, som fungerar bra även i svagt solljus.

Förhoppningen är att en kvadratmeter fasadglas i Stockholm, där solljuset är svagt, ska räcka till elförbrukningen för en kvadratmeters kontorsyta. I sydliga länder kan effekten mångdubblas, enligt Nlab Solar.

Här är de sex svenska forskningsprojekt som får pengar från Energimyndigheten.

1. Direkta processer för solbränsle – från naturlig till artificiell fotosyntes.

Projektledare Stenbjörn Styring, Uppsala universitet. Beviljas 34 miljoner kronor under fyra år.

Apparater som omvandlar solenergi till bränsle finns ännu inte men Uppsalaprojektet kan föra forskningen närmare detta mål.

2. Molekylära solceller för förnybar energi.

Projektledare Anders Hagfeldt, Uppsala universitet. Beviljas 29,2 miljoner kronor under fyra år.

Projektet är ett samarbete mellan Uppsala universitet och KTH och involverar även Swerea IVF och företaget Dyenamo. I projektet ska olika typer av molekylära solceller utvecklas.

3. Ångström Thin Film Solar Center.

Projektledare Marika Edoff, Uppsala universitet. Beviljas 17 miljoner kronor under fyra år.

I projektet kommer forskarna fortsätta utvecklingen av tunnfilmssolceller både av det etablerade materialet CIGS (koppar, indium, gallium, selen), samt av det nya alternativet CZTS (koppar, zink, tenn, selen).

4. Tryckta flexibla organiska solceller.

Projektledare Olle Inganäs, Linköpings universitet. Beviljas 9 miljoner kronor under tre år.

I projektet ska forskarna arbeta med metoder för att tillverka en ny typ av solceller av plast, även kallade organiska solceller. Solcellerna kan tryckas med liknande tekniker som används för att tillverka tidningar i en mycket snabb och billig process.

5. Fotonfission och -fusion: Bortom gränsen för konventionell solenergiteknik.

Projektledare Bo Albinsson, Chalmers tekniska högskola. Beviljas 9 miljoner kronor under tre år

Projektet ska utveckla teknik som möjliggör att energin från en större del av ljusspektra i det instrålade ljuset tillvaratas. På så vis är det möjligt att med bibehållen effekt reducera behovet av solbelyst yta med mer än 50 procent motsvarande en fördubblad verkningsgrad

6. Nanotrådsbaserade solceller för realisering av billig förnybar energi.

Projektledare Lars Samuelson, Lunds tekniska högskola. Beviljas 9 miljoner kronor under fyra år.

Projektet syftar till att utveckla solceller med hög verkningsgrad till rimliga produktionskostnader genom att använda nanotrådar av III-V-halvledare. Projektet drivs i samverkan med företaget Sol Voltaics.