I dagsl盲get verkar en av de fr盲msta h氓llbara energik盲llorna vara solljus. Traditionella solceller tillverkade av kisel 盲r effektiva men har en energikr盲vande och sv氓r tillverkningsprocess som dessutom kan leda till utsl盲pp av milj枚farliga kemikalier. D盲rf枚r har organiska solceller blivit ett hett forskningsomr氓de tack vare sin l氓ga tillverkningskostnad, l盲tta vikt och flexibilitet vilket 枚ppnar f枚r m氓nga anv盲ndningsomr氓den. Bland annat kan de anv盲ndas inomhus eller p氓 kl盲der f枚r att driva personelektronik. Mats Fahlman, professor vid LOE. Foto Thor Balkhed
Men ett problem 盲r att organiska solceller 盲r gjorda av plast, eller polymerer som kommer fr氓n olja. S氓 trots att de 盲r organiska 盲r de inte s氓 milj枚v盲nliga som de skulle kunna vara.
Direkt fr氓n tr盲massa
Nu har forskare vid Link枚pings universitet och KTH utvecklat en organisk solcell d盲r en del 盲r gjort av s氓 kallat kraftlignin h盲mtat direkt fr氓n tr盲massa. 脛ven om endast en liten del av solcellen 盲r tillverkad av lignin i nul盲get 盲r det l氓ngsiktiga m氓let att bygga en solcell n盲stan helt gjord av tr盲material.
鈥� Vi vill bygga effektiva, p氓litliga, billiga och milj枚v盲nliga solceller. Med den h盲r studien kan vi visa att det 盲r m枚jligt och ett f枚rsta steg mot att byta ut material som idag 盲r baserade p氓 olja mot tr盲baserade alternativ, s盲ger Mats Fahlman, professor vid Laboratoriet f枚r organisk elektronik, LOE, vid Link枚pings universitet.
Qilun Zhang, f枚rste forskningsingenj枚r vid LOE. Foto Thor Balkhed I tidigare f枚rs枚k har tr盲baserade material anv盲nts f枚r att 枚ka p氓litligheten, eller stabiliteten i b氓de organiska solceller och solceller av det kristallina materialet perovskit. D氓 anv盲ndes lignin som behandlats kraftigt i olika kemikalier. Det Link枚pingsforskarna nu gjort 盲r att anv盲nda en mycket mer r氓 version av lignin som kallas kraftlignin som 盲r en restprodukt fr氓n papperstillverkning. Tillsammans med KTH analyserades vilken molekylsammans盲ttning i ligninet som passar b盲st f枚r 盲ndam氓let.
鈥� Vi har skapat ett material, eller komposit, av kraftlignin som ska vara kontaktytan med katodlagret. Det visade sig att solcellen blev mycket stabilare. F枚rdelen med kraftlignin 盲r att den har f枚rm氓gan att skapa m氓nga v盲tebindningar vilket hj盲lper till att stabilisera solcellen, s盲ger Qilun Zhang, f枚rste forskningsingenj枚r vid LOE.
Ogiftiga, h氓llbara och billiga
Organiska solceller anv盲nds redan idag fr盲mst f枚r inomhusbruk. De kan ocks氓 ers盲tta batterier hos sensorer och liknande str枚msn氓la applikationer. Enligt Mats Fahlman 盲r det f枚rsta steget in p氓 marknaden f枚r organiska solceller. Sedan kan tekniken skalas upp f枚r st枚rre till盲mpningar som ren energif枚rs枚rjning. Och att bygga dem av tr盲material skulle g枚ra hela solcellen 盲n mer milj枚v盲nlig.F枚r att testa stabiliteten och effektiviteten hos solcellen anv盲nds en konstgjord sol i labbet. Foto Thor Balkhed
鈥� Organiska solceller kommer aldrig vara b盲st n盲r det g盲ller effektivitet. Men f枚rdelen 盲r att de 盲r ogiftiga, h氓llbara och billiga. Kan de ligga p氓 15鈥�20 procents effektivitet r盲cker det gott och v盲l f枚r de flesta till盲mpningar, s盲ger Mats Fahlman.
Studien finansierades i huvudsak av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse genom Wallenberg Wood Science Centre. 脰vriga finansi盲rer var Energimyndigheten, Vetenskapsr氓det, Stiftelsen f枚r internationalisering av h枚gre utbildning och forskning 鈥� Stint, samt av det strategiska forskningsomr氓det f枚r avancerade funktionella material 鈥� AFM 鈥� vid Link枚pings universitet.
Artikeln: ; Qilun Zhang, Tiefeng Liu, Sebastian Wilken, Shaobing Xiong, Huotian Zhang, Iuliana Ribca, Mingna Liao, Xianjie Liu, Renee Kroon, Simone Fabiano, Feng Gao, Martin Lawoko, Qinye Bao, Ronald 脰sterbacka, Mats Johansson, Mats Fahlman; Advanced materials 2023, publicerad online 9 oktober 2023. DOI: 10.1002/adma.202307646
Kraftlignin kommer direkt fr氓n tr盲massa och kan anv盲ndas f枚r att skapa stabila solceller tack vare dess f枚rm氓ga att skapa m氓nga m氓nga v盲tebindningar som blir som ett lim. Foto Thor Balkhed
