Giftfritt material i framtidens solceller

Bild Steve Penney, University of Cambridge

Bly skulle med fördel kunna ersättas av vismut – det så kallade ”gröna” grundämnet som står bredvid bly i det periodiska systemet – i budgetsolceller. Det har ett forskarteam från University of Cambridge i samarbete med bland annat MIT-universitetet kommit fram till med experimentella och teoretiska metoder. Forskningsresultaten, som publicerats i tidskriften Advanced Materials, tyder på att solceller med vismut kan få samma exceptionella egenskaper som blybaserade solceller, utan de sistnämndas toxicitet. Tester av andra forskare har visat att vismutbaserade solceller kan omvandla solljus till energi med en effektivitetsgrad på runt 22 procent, vilket är i nivå med de mest avancerade solcellerna som finns på marknaden idag.

De flesta solceller man ser på hustak och i naturen är kiselbaserade. Kisel är mycket effektivt för att omvandla ljus till energi, men de medföljande mycket höga reningskraven gör produktion av kiselbaserade solceller energiintensiva och drar iväg med kostnaderna. Man har därför börjat titta på alternativ till kisel, framför allt materialet perovskit som visat sig vara nästan lika högpresterande som kisel i solceller, men som är mycket billigare att tillverka. Användandet av perovskit är dock kontroversiellt då bly  - som är skadligt för både miljö och djurliv - är en integrerad del av dess kemiska struktur. Vismut är visserligen liksom bly också en tungmetall, men giftfri, och används flitigt i bland annat kosmetika och läkemedel. En annan fördel med vismut i solcellsapplikationer är att man kan använda befintliga industriella produktionsmetoder, vilket möjliggör storskalig produktion till låg kostnad.