En ny rekordbrudd, fleksibel solcelle kan fremtvinge fremtidens fremtidige byer

Tradisjonelle fotovoltaiske solceller blir relativt effektive ved å konvertere lys til elektrisk kraft. Disse vanligvis silisiumbaserte enheter driver allerede millioner av boliger rundt om i verden. Men de er også frustrerende stive, noe som gjør det vanskelig å innlemme dem i pakket, heterogene bymiljøer. For å løse problemet har et team av forskere utviklet en fleksibel solcelle som nylig brøt en effektivitetsrekord i sin kategori.

Det kalles en løsningsbasert organisk enkelkryssende solcelle, som betyr at den er laget av to typer to forskjellige lag polymer avsatt på en bøybar film. Forskere ved Universitetet i Erlangen-Nürnberg i Tyskland og Sør-Kina University of Technology klarte å oppnå 12,25 prosent konverteringseffektivitet på et overflateareal på en kvadratcentimeter, et bemerkelsesverdig steg opp fra den forrige 9,7 prosentrekordet. Gruppen publiserte sine resultater i tidsskriftet Natur Energi.

Konvensjonelt brukte fotovoltaiske celler er fortsatt i stor grad å vinne konverteringskonkurransen, med en maksimal teoretisk effektivitet på 29 prosent. Men forbedrede, fleksible solceller gir et overbevisende avvei: At de er fleksible, betyr at vi en dag kunne ha bygninger i tett pakket byer som bokstavelig talt pakket inn i et lag av solpaneler. Å være i stand til å dekke mye mer overflate kan gjøre opp for hva cellene for tiden mangler i effektivitet.

Massive solar gårder fra Kina til California har revolusjonert hvordan vi kan utnytte den utrolige mengden lys energi solen stråler på jorden hver dag. Men disse typer arrays er astronomisk dyrt og krever store svier av ubrukt land.

Det fleksible alternativet som presenteres av denne undersøkelsen, bruker færre materialer - og dermed reduserer produksjonskostnadene - og kan implementeres over eksisterende infrastruktur. Dr. Ning Li, en materialforsker ved FAU, sa at dette samarbeidet har funnet en formel som sannsynligvis vil lede fleksibel solcelleforskning fremover.

"Jeg tror den beste måten å beskrive vårt arbeid på er å forestille en boks med Lego murstein", forklarte Li. "Våre partnere i Kina har satt inn og justert enkeltmolekylære grupper i polymerstrukturen, og hver av disse gruppene påvirker en spesiell egenskap som er viktig for solcellens funksjon."

Det neste trinnet for dette prosjektet er å utvikle en større prototype for å begynne testing.

Disse fleksible cellene vil ikke erstatte pålitelige silisiumbaserte celler, i stedet vil de utfylle dem. Landlige og forstadshjem med mer plass vil trolig fortsette å bruke høyeffektive, men stive celler. Men når fremtidige skyskrapere beveger seg umerkelig for å imøtekomme vinden, kan fremtidens solpaneler noen dag bøye seg sammen med dem.