Nya nanostrukturer för bättre och billigare solceller

Vi avser att bilda ett nytt nätverk för solcellsforskare från Indien, Nigeria, Sri Lanka och Sverige. Syftet är att utveckla nanomaterial för effektiva och billiga solceller. Nanomaterialen är antingen fabricerade eller biogena (som bildats i levande organismer) och kommer att användas för att förbättra egenskaperna hos vissa typer av solceller. För så kallade tunnfilmssolceller kommer nya halvledarmaterial att utvecklas med fokus på låga tillverkningskostnader. En annan typ är fotoelektrokemiska solceller där antingen ett färgämne eller kvantprickar är huvudkomponenter för att absorbera solstrålningen. I detta fall kommer olika nanomaterial att framställas i form av tunna fibrer eller små korn för att förbättra verkningsgrad och livslängd. Fotoelektrod, elektrolyt- och elektrodmaterial kommer därvid att anpassas för att nå projektmålen, bland annat genom att utnyttja naturlig grafit, reducerad grafenoxid och rostfritt stål.En typ av biogena nanomaterial av speciellt intresse är så kallade frustuler (exoskelett från kiselalger). Dessa kiselalger är rikligt förekommande encelliga organismer i världshaven. De skyddas alltså av exoskelett som, efter att de renats från organiskt innehåll, uppvisar unika optiska egenskaper för att fånga in solstrålningen. Genom att integrera dessa naturliga nanostrukturer i fotoanoden har vi nyligen visat att verkningsgraden hos fotoelektrokemiska solceller kan öka signifikant. I detta projekt kommer vi därför att fördjupa våra vetenskapliga studier för att vidareutveckla användningen av frustuler även för andra typer av solceller.Projektet kommer att omfatta forskarutbyten mellan nätverkets laboratorier, seminarier och workshops och syftar slutligen till gemensamma ansökningar för vidare forskning. Samarbetet är tvärvetenskapligt och har kompletterande kompetenser inom både fysik och kemi, något som är avgörande för projektets mål.Att öka andelen förnybar energi, fördubbla den globala förbättringstakten vad gäller energieffektivitet samt stärka det internationella samarbetet är viktiga delmål för en ”hållbar energi för alla”, mål 7 inom FN:s globala mål för hållbar utveckling. I detta sammanhang är landsbygdsområden i många utvecklingsländer särskild utsatta. De är sällan anslutna till nationella nät, och stora avstånd gör det dyrt att bygga ut infrastrukturen. Att få tillgång till lokalt producerad elektricitet är därför väsentligt för att bekämpa fattigdom i det globala syd. Billig solcellsteknik kan därför vara en väsentlig del för att nå FN:s globala mål.