Gör-det-själv Solar

Idag tillverkas de flesta solceller i högteknologiska anläggningar med sjukhusliknande renrum. Men inom några år kan människor i avlägsna byar i utvecklingsvärlden tillverka sina egna solcellsceller hemma med hjälp av skördeavfall.

Det är visionen för Andreas Mershin, en forskare vid MIT Center for Bits and Atoms, som bygger på ett projekt som påbörjades för åtta år sedan av Shuguang Zhang, en huvudforskare vid MIT Center for Biomedical Engineering. Mershin säger att inom några år kan en bybor på en avlägsen plats utanför nätet ta en påse med billiga kemikalier som utvecklats av hans team, blanda den med allt grönt och måla det på taket för att börja producera ström för att ladda mobiltelefoner eller lyktor.

Zhangs originalverk använde fotosystem-I (PS-I)-komplex, de små strukturerna i växtceller som utför fotosyntes. Han och hans team extraherade PS-I-komplexen från spenat genom att pulverisera bladen i en mixer, stabiliserade strukturerna kemiskt och deponerade dem i ett lager på ett glassubstrat som kunde - som en konventionell solcell - producera en elektrisk ström när de exponerades att tända. Men att skapa sådana solceller krävde dyra kemikalier och utrustning, och enheterna var mycket ineffektiva.

Nu säger Mershin att processen har förenklats tillräckligt för att kunna replikeras i praktiskt taget vilket labb som helst, så att forskare runt om i världen kan förbättra den. Det nya systemet, som omvandlar 0,1 procent av ljusets energi till elektricitet, är 10 000 gånger effektivare än den tidigare versionen men behöver fortfarande förbättras ytterligare tio gånger för att bli användbart, säger han.

Nyckeln till den förbättrade effektiviteten, förklarar Mershin, var att hitta ett sätt att exponera mycket mer av PS-I-ytan för solen. Han gjorde en liten skog av nanotrådar av zinkoxid, som fungerar som en stödjande struktur för det ljusskördande materialet. Man kan använda allt grönt, till och med gräsklipp, säger han. Nanotrådarna bär också flödet av elektroner som genereras av PS-I-komplexen. Det är som en elektrisk skog, säger han.

Den nya processen kan vara väldigt smutsig och den fungerar fortfarande, på grund av hur naturen har utformat den, säger Mershin. Naturen arbetar i smutsiga miljöer - det är resultatet av miljarder experiment under miljarder år.

Dölj