Svagt ljus räcker för IVF

Små flexibla solceller som kan integreras i konsumentprodukter. Det kan bli grunden till en svensk solcellsindustri, tror IVF som har tagit fram en produktionslina för Grätzel-celler.

På Institutet för Verkstadsteknisk Forskning, IVF, i Mölndal har byggstenarna för svensk tillverkning av solceller lagts. Här finns numera en produktionslina av Gräztel-celler, även kallade färgsolceller, som kan skalas upp till full produktion. Dessa celler erbjuder bättre prestanda vid låga ljusintensiteter än dagens solceller baserade på amorft kisel. Därmed passar de bra i konsumentprodukter, även om de ännu inte har tillverkats kommersiellt.

I en värld som strävar efter sladdlösa produkter och där elektronik kräver allt mindre effekt ligger dessa solceller bra till. Produkter som smarta kort, informationsetiketter, sensorer och övervakningssystem, kan alla dra nytt av solcellernas fördelar. Drömmen om mindre underhåll, längre standby-tider och färre batteribyten, gör också att allt mer elektronik integreras med solceller.

- Oftast förknippar man orden solceller och solcellsindustri med jättestora solcellspaneler och storskalig elförsörjning. Man glömmer bort de små ljusceller som integreras i konsumentprodukter - men detta är faktiskt en växande marknad, säger Henrik Pettersson på IVF, som nyligen har genomfört en studie på små solcellssystem.

Anpassat för industrin

IVF är en nykomling i solcellsbranschen. Där har man under ett par år arbetat med att utveckla alla processteg för en kostnadseffektiv produktion av färgsolceller. Arbetet har skett inom ramen av ett europeiskt projekt, i vilket bland annat Uppsala Universitets avdelning för fysikalisk kemi och svenska Pricer deltagit.

Alla processtegen har anpassats för en industriell miljö, exempelvis gör man inte laserbearbetningen av glasplattor och screentryckningen av elektroder manuellt längre, utan med maskiner.

- Med hjälp av programvaran Quest har vi byggt en tredimensionell simulering av hela produktionslinan. Metoden gör att man kan finna flaskhalsar innan man bygger fabriken på riktigt, säger Per Johander som är ansvarig för produktionsmetoder på IVFs elektronikavdelning.

Det krävande förseglingssteget har man löst genom att ta fram en ny kapslingsmetod baserad på polymerer. Kapslingen är avgörande för solcellernas livslängd, genom att den skyddar mot fukt och annan miljöpåverkan.

Hittills har IVF redan hunnit tillverka ett hundratals Grätzel-solceller baserade på industriella processer. Mycket tyder på att det är förhållandevis lätt att komma igång med produktionen. Det räcker i princip att man har en screentryckare och ugn för att ta fram en mindre produktionsserie.

- Det återstår dock att optimera produktionen för att öka energiutbytet ytterligare innan våra färgsolceller kan konkurrera med befintliga solceller, säger Henrik Pettersson.

Inom EU-projektet finns några utländska tillverkare som är intresserade av att realisera en produktionslina i stora volymer. Men IVF hoppas även på att hitta tillverkare från den svenska elektronikindustrin.

- Svensk produktion har alltid varit ett mål. Men först gäller det att hitta produkter där integrerade solceller är ett säljande argument, säger Per Johander.

Solceller baserade på amorft kisel duger till många inomhusprodukter. Därför måste helt nya tillämpningar, utöver de vanliga, tas fram om färgsolceller skall lyckas slå igenom kommersiellt. Företag med egna produktidéer kan själva vända sig till IVF för att få hjälp med konstruktioner där solceller och elektronik integreras i en produkt.

SK