Att göra en mjuk cell

Plastsolceller kan ännu inte konkurrera med konventionella kiselsolceller för att effektivt producera storskalig kraft. Men de har blivit tillräckligt bra för att åtminstone ett företag, Lowell, MA-baserade Konarka, har gått förbi proof-of-concept-fasen och lägger dem i produkter.





Army, Air Force och Textronics, ett företag baserat i Wilmington, DE, införlivar nu Konarkas celler i strukturerna av tält för att driva datorer och tyget av handväskor för laddning av mobiltelefoner och bärbara batterier.

Konarkas solceller är tryckta eller belagda på plastrullar – ungefär som fotografisk film. Små partiklar inbäddade i filmen absorberar sedan ljus och spottar ut elektroner, som transporteras av en elektrolyt och skördas av elektroder.

Hittills har företaget visat att dess celler kan ladda mobiltelefonbatterier, förlänga samtalstiden eller till och med eliminera behovet av att ansluta till ett uttag - förutsatt att man bor någonstans som Phoenix och inte är beroende av enheten.



Konarka har också visat att materialen i dess solceller kan ställas in för att absorbera och reflektera olika våglängder av ljus; och, till skillnad från traditionella fotovoltaiska material, kan plastsubstratet anpassa sig till oregelbundna former. Enligt en av Konarkas partners, Textronics, kan slutprodukten till och med fås att kännas som vanligt tyg.

I väntan på en växande efterfrågan har Konarka också samarbetat med ett tyskt tryckeri, Kurz, för att tillverka sina plastfilmsolceller i stor skala. En sådan upptrappning kommer dock att bero på när och om tredje part är övertygad om att cellerna smidigt kan integreras i sina egna produkter.

Konarkas ansträngningar återspeglar en växande strävan mot billig solenergi (se Solar-Cell Rollout, Teknikgranskning , juli 2004). Det slutliga målet är att göra solenergi, som nu kostar 4 till 5 gånger så mycket som el från nätet, konkurrenskraftig med fossila bränslen. Det är en utmaning som kan bli lättare om bränslepriserna fortsätter att stiga.



Ett tillvägagångssätt innebär att de fotovoltaiska materialen tillverkas av elektriskt ledande polymerer och nanostrukturer som kallas fullerener eller buckyballs. När sådana element först testades som solceller var de grovt ineffektiva och omvandlade bara en till två procent av ljusenergin till elektricitet.

Men under de senaste månaderna, genom att omarrangera polymererna och buckyballs, har flera forskarlag – ledda av fysikern David Carroll från Wake Forest; Alan Heeger, en medgrundare och chefsforskare av Konarka och en nobelpristagare vid University of California i Santa Barbara; och Yang Yang från University of California i Los Angeles – har förbättrat flödet av el, ungefär fördubblat materialets förmåga att omvandla ljus till elektricitet. Om forskare kan få prestandan att fördubblas igen kommer materialet att vara tillräckligt effektivt för att konkurrera med traditionell solteknik.

Nästa steg – att tillverka solceller som kan konkurrera med fossila bränslen – kommer att innebära att man övervinner ännu fler hinder. Till exempel, ett sätt att förbättra procentandelen ljus som omvandlas till elektricitet är att öka mängden ljus som faktiskt absorberas av cellen. Enligt Sean Shaheen, en solcellsspecialist vid National Renewable Energy Laboratory (NREL) i Golden, CO, kan detta göras genom att skapa material som absorberar fler färger i spektrumet, en idé som han för närvarande arbetar med.



Sådan forskning om ny solteknik pågår i både industriella och akademiska labb. Dess forskare är övertygade om att det kommer att leda till effektivare och billigare solcellsenheter, hitta fler och fler tillämpningar och så småningom minska vårt beroende av fossila bränslen.

För nu, enligt Konarka, ser solenergi bra ut för soldater och trendiga shoppare.

Relaterade länkar:



Dölj