När man sätter solpaneler på en byggnads tak eller väggar förändras hela dess ursprungliga utseende – och inte alltid till det bättre. I dag finns praktiskt taget bara mörka solpaneler tillgängliga på marknaden. Det här vill nu tyska solcellsforskare ändra på.
– Man har hittills inte lagt ned tillräckligt med arbete på att kombinera solceller och designelement för att verkligen göra begreppet ”skräddarsydda solceller” rättvisa, säger Kevin Füchsel, projektledare Fraunhofer-institutet för tillämpad optik och finmekanik (IOF) i Jena.
De senaste fyra åren har IOF-forskare forskat på nanostrukturerade solceller lämpliga för massproduktion. Man är speciellt på jakt efter kostnadseffektiva tekniker och tillverkningsprocesser som både ökar solpanelernas verkningsgrad och öppnar för större flexibilitet när det gäller deras utformning.
Kevin Füchsel arbetar nu med att ta fram färgade solceller av papperstunna kiselskivor. Det mikrometertunna kiselhalvledarmaterialet absorberar solljuset och omvandlar det till elektricitet. För att göra det möjligt för kiselsubstratet att absorbera stora mängder ljus har halvledarlagret fått en optiskt neutral skyddsbarriär (isolator) ovanpå vilken ett hundra nanometer tjockt oxidskikt applicerats. Detta transparenta oxidskikt (TCO) leder elektricitet och är i första hand till för att leda så många ljuspartiklar som möjligt till halvledarskiktet där under.
– TCO har ett lägre brytningsindex än kisel så det fungerar som en anti-reflekterande beläggning, säger Füchsel.
Den enkla uppbyggnaden av solcellen (halvledare – isolator – halvledare), med ett yttre transparent hölje, har ytterligare en fördel - den gör det möjligt att ändra solpanelernas form och färg. Att ändra på TCO-skiktets färg påverkar inte på den underliggande solcellens verkningsgrad.
– Det här öppnar upp för mängder av möjligheter att använda en byggnad för att kommunicera information, man kan till exempel visa ett företags namn eller till och med konstnärliga bilder, säger Füchsel som dock medger att det finns begränsningar för vilka färger som kan användas: vissa nyanser av grönt, rött och blått fungerar mindre bra.
