Skip to main content
Solceller

Nyt EU-projekt skal få dine vinduer til at lave solenergi

Gennemsigtige solceller kan bruges i vinduer. Men indtil nu har de enten ikke været særligt gennemsigtige eller særligt effektive. Det vil et projekt med forskere fra Mads Clausen Instituttet ved SDU lave om på.

Af Sune Holst, , 01-02-2021

EU-projektet CITYSOLAR vil revolutionere markedet for gennemsigtige solceller i vinduer. Projekts partnere består af nogle af verdens førende forskere på området og nogle af de stærkeste industrielle aktører på markedet.

De har sat sig det ambitiøse mål at lave de mest effektive og mest gennemsigtige, strømproducerende vinduer verden endnu har set.

Og det kan blive en reel gamechanger i den grønne omstilling.

Vinduer som små kraftværker

I storbyer findes masser af bygninger og højhuse med store facader med solafskærmende glas, der skal forhindre overophedning og blænding fra solen.

Ideen er, at i stedet for at reflektere sollyset tilbage, skal den bruges til at producere strøm. Vinduerne skal blive små kraftværker og gøre bygningerne energineutrale.

Strømproducerende vinduer kaldes på engelsk ’photovoltaic windows’, på dansk blot PV-vinduer, og de findes allerede på markedet. Konceptet med gennemsigtige solcelle-vinduer er dog endnu ikke på et stadie, hvor de er klar til masseproduktion og kommercialisering.

Effektivitet og gennemsigtihed

Problemet er de to modsatrettede kræfter: Effektivitet og gennemsigtighed. De gennemsigtige PV-vinduer har ikke været i stand til at absorbere nok energi til at genere elektricitet på et niveau, hvor det har givet mening.

Omvendt har de effektive vinduer ikke været gennemsigtige nok. Men det vil projektet CITYSOLAR ændre på.

Der sket en utrolig positiv udvikling inden for nye halvledende materialer til organiske solceller. Sammenholdt med udviklingen inden for solceller baseret på perovskit materialer betyder det, at vi med vores unikke koncept med tandemsolceller kan sprænge rammerne for effektivitet i PV-vinduer, siger professor mso ved SDU, Morten Madsen.

Det bedste fra to verdener

CITYSOLAR-projektet vil fremstille en tandemkonstruktion af perovskit og organiske solceller.

Mineralet perovskit har vist sig ikke blot at være ultrabilligt, men også ekstremt effektivt, når det gælder om at omdanne solens stråler til elektricitet, også når det gælder den ultraviolette del af lysspektret.

Også organiske solceller er i rivende udvikling, mest af alt fordi det er lykkedes at forbedre deres effektivitet for den infrarøde del af lysspektret. De består af kulstofbaserede materialer i helt tynde plastiklag.

CITYSOLAR-projektets unikke tandemsolcelle-koncept kombinerer et lag organiske solceller med en tynd film af perovskit.

Forskellige bølgelængder

– Gennem nye koncepter inden for modulintegration og lysstyrende film, samt de nye materialer, vil vi opnå en effektivitet på over 15 procent, hvilket understøttes af konsortiets beregninger. Nu skal vi så bevise det og føre det ud i livet, siger Morten Madsen.

Kombinationen af organiske solceller og perovskit har den fordel, at de to typer kan justeres til at absorbere forskellige bølgelængder af solens stråler.

Tandemsolcellen høster således hovedsageligt energi fra solens infrarøde og ultraviolette stråler, men ikke det synlige lys, hvilket gør det muligt at sætte nye standarder for effektivitet i semi-transparente PV-vinduer, som er interessante i kommerciel henseende.

Sønderborg er stærk i solceller

– Derfor er der ikke kun tilknyttet skarpe hjerner fra den akademiske verden til projektet, men også stærke, industrielle aktører. I projektets partnerkreds finder man således både små og mellemstorevirksomheder og store internationale virksomheder.

– Det er særdeles vigtigt, at stærke industrielle virksomheder er tilknyttet projektet. De kan demonstrere, hvordan konceptet kan integreres i kommercielle produkter, siger Horst-Günter Rubahn, leder af Mads Clausen Instituttet, som står for den danske del af projektet.

Han fortæller videre, at projektet er et resultat af den voksende, internationale betydning SDU Sønderborg har inden for forskning i organiske solceller. SDU Sønderborg har med flere forskningsmæssige gennembrud manifesteret sig som et fyrtårn inden for forskningsfeltet og den voksende anvendelighed af teknologien.

Baggrund

  • I løbet af de næste 33 år bliver byområder rundt omkring i verden nødt til at skaffe plads til endnu 2,5 milliarder mennesker.
  • Storbyer tegner sig for 60-80 procent af verdens energiforbrug og 75 procent af klodens samlede CO2-udledning. Hastig urbanisering lægger ekstra pres på udviklingen af nye former for vedvarende energi.
  • Heldigvis sender solens stråler mere energi ned til os på blot en time end verdens befolkning bruger på et helt år. Og vi bliver bedre og bedre til at udnytte solens energi.
  • PV-vinduer er i den sammenhæng en utrolig attraktiv løsning, da de kan producere energien netop der, hvor der er brug for den, nemlig i byerne, samtidig med, at de ikke skader bygningernes arkitektoniske udtryk.
  • EU-kommissionen har udsendt et direktiv, der kræver, at alle nye bygninger skal være tæt på energineutrale i 2023.
  • Effektiviteten i perovskit-solceller har gennemgået en eksplosiv udvikling de seneste år og er i dag oppe over 25 procent, som viser, at mineralet kan vippe silicium af tronen som det foretrukne materiale til fremstilling af solceller.
  • Organiske solceller har en række unikke egenskaber, som gør dem yderst attraktive, hvorfor der forskes intenst i teknologien verden over. De er miljøvenlige, bøjelige og gennemsigtige. Og ligesom perovskit-solceller er de billige at producere.
  • Organiske solceller har haltet bagefter på effektiviteten i forhold til gængse siliciumsolceller, men alene sidste år blev den øvre grænse for deres evne til at omsætte solens stråler til energi rykket flere gange via forskningsmæssige gennembrud, og er nu på over 18 procent.

Foto: Mads Clausen Instituttet

CITYSOLAR-projektet

  • CITYSOLAR-projektet har modtaget 3,8 millioner euro fra EU-programmet Horizon-2020.
  • Projektet løber i tre år. Det er målet at bygge en demonstrationsmodel på over 100cm2 af det unikke koncept baseret på tandem-solcellerne.
  • Partnere: Consiglio Nazionale delle Ricerche, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, University of Southern Denmark, Università degli Studi di Roma, Centre National de la Recherche Scientifique, King Abdullah University of Science and Technology samt virksomhederne H. GLASS, Eni S.p.A. og Brilliant Matters.

Ansvarlig for siden: SDU Kommunikation

Redaktionen afsluttet: 01.02.2021