About / Advertise
Blir det kräftskiva i helgen? I så fall kan det vara läge att lagra skalen för framtida behov. Skämt åsido – men forskare på University of Malaysia har kommit fram till att skal från kräftor, räkor, hummer och krabba innehåller en naturlig polymer som kan användas som bas i framtida tunnfilmssolceller.
Det som väckt forskarnas intresse är kitin, en aminopolysackarid som ingår i många ryggradslösa djurs skal och där gör det segt. Kitosan är ett naturligt polymerderivat från kitin, som alltså finns i skalet från kräftor, räkor, hummer och krabba.
Forskare vid University of Malaysia har lyckats utveckla en elektrolyt i form av en gelpolymer baserad på en form av kitosan, phthaloylchitosan, som de sedan visat kan användas för att skapa billiga och miljövänliga färgsensibiliserade solceller. Idag kan denna typ av solceller nå en verkningsgrad på runt 8 procent, vilket är vad de malaysiska forskarna tangerat i sitt labb med sin elektrolyt sprungen ur hummerskal.
Färgsensibiliserade solceller – eller DSSC (dye-sensitized solar cells) – tillhör gruppen tunnfilmssolceller. Den vanligaste DSSC:n idag är Grätzelsolcellen, som består av de tre huvudingredienserna titanodioxid, ett ljusabsorberande färgämne och en elektrolyt.
Solcellen som forskarna i Malaysia skapat är uppbyggd på vanligt sätt. Ett tunt lager av titandioxid har deponerats på ett ledande glassubstrat, därefter har titandioxiden färgats in med ett nanolager av ett ljusabsorberande färgämne. Motelektroden består av ett annat ledande glassubstrat belagt med ett tunt skikt av platina. Därefter har de klämt in den egenutvecklade geleaktiga elektrolyten mellan de två elektroderna.
Själva processen att alstra elektricitet fungerar som i Grätzelceller. Färgämnet i cellen absorberar fotoner från solljuset och energin från fotonerna används för att lösgöra en elektron från färgämnet till titandioxiden. Elektronen leds till elektolyten som för den tillbaka till färgämnet, varvid en elektrisk krets skapats.
Fördelen med färgsensibiliserade solceller jämfört med kiselsolceller är att de är betydligt billigare och enklare att tillverka. Samtidigt har de också klart lägre verkningsgrad. I labbet har enkelkristallina solceller nått en verkningsgrad över 30 procent, medan de i fält ligger på runt 15–16 procent. DSSC:er ligger å sin sida klart under detta, som bäst på runt halva verkningsgraden.
