Solenergin billigare med ny nanoteknik

Nanotekniken är avgörande för att kunna nå målet att tillverka solceller som ger ström till ett pris som kan konkurrera med kärnkraft och fossil energi. Genom att göra solcellerna extremt tunna, går det åt mindre material. Speciella nanopartiklar kan göra det möjligt att fånga mer av energin i solljuset.

90 procent av alla solcellspaneler som tillverkas i världen i  dag bygger på kiseltekniken, som är relativt dyr. Men med den nya tunnfilmstekniken som använder nanoteknik kan priserna pressas.

90 procent av alla solcellspaneler som tillverkas i världen i  dag bygger på kiseltekniken, som är relativt dyr. Men med den nya tunnfilmstekniken som använder nanoteknik kan priserna pressas.

FOTO: Phoenix Solar

Just nu kämpar flera olika solcellstekniker mot varandra.

– Alla tekniker har sina för- och nackdelar. På vissa marknader är tomtpriset avgörande, vilket talar för så effektiva solceller som möjligt. I andra delar av världen är det priset som är det viktigaste, säger Arve Holt, som är projektledare för Nordiska ministerrådets satsning på att öka kontakterna mellan dem som forskar på solenergi inom Norden, Baltikum och Ryssland.

Alla solceller bygger på att när fotonerna i solljuset träffar ett halvledande material, så slås några elektroner ut ur sin bana runt atomen. De vandrar vidare från atom till atom tills de hittar ett ”hål”, en atom som saknar en elektron. Det är denna dans som vi kallar elektricitet och som kan ledas bort från solpanelen och användas som energi.


Kristallint kisel är den halvledare som hittills använts mest inom industrin. Ultrarent kisel uppnås genom att värma upp kislet till gasform och sedan kyla ned det. Det blir då en grå massa som kan sågas i tunna skikt i kvadratiska rutor, så kallade wafers. Dessa bearbetas och seriekopplas till solcellspaneler. 90 procent av alla solcellspaneler som tillverkas bygger på kiseltekniken.

Men de tunna kiselskivorna går lätt sönder, industriprocessen är energikrävande och det är svårt att pressa priset dramatiskt. Därför tvivlar många på att den sortens solcellspaneler någonsin kommer att klara sig utan subventioner.

De största förhoppningarna ställs till tunnfilmstekniken. Där förångas det halvledande ämnet direkt på en glasskiva eller annat underlag. Lagret kan göras så tunt att det är genomskinligt. Alla fönster i en byggnad kan därmed vara solceller som bidrar med energi. Underlaget kan också vara en böjlig plastfilm så att solcellen får olika former. Det finns till och med tält som fungerar som solcellspaneler, så att man kan få ström i ödemarken.


Den största fördelen med tunnfilmstekniken är att produktionsprocessen kan göras så mycket mer effektiv. Det amerikanska företaget Nanosolar har utvecklat en teknik där det halvledande materialet blandas till ett ”bläck” som sedan trycks på en aluminiumfolie med en roterande press, på samma sätt som en tidning trycks.

På en timme kan det med den tekniken tillverkas lika många kvadratmeter solceller som en kiselcellfabrik klarar av på ett år, enligt det danska institutet för hållbar energi, Risø DTU.

Nanosolar har vidareutvecklat den så kallade CIGS-tekniken, som ursprungligen togs fram av forskare vid Ångströmslaboratoriet vid Uppsala universitet. Bokstäverna står för ämnena koppar, indium, gallium, och diselenid. Från universitetet knoppades företaget Solibro ut, som senare köpts upp av tyska Q-cell.


Den största tunnfilmsproducenten är det amerikanska First Solar, som i slutet av förra året bland annat tecknade kontrakt om att bygga världens största solraftverk i den kinesiska delen av Mongoliet. First Solar använder kadmiumtellurid, CdTe, som ger en något högre effektivitet än CIGS.

Tunnfilm med CdTe är den billigaste solcellstekniken just nu, men CdTe är ett giftigt ämne som måste hanteras varsamt.

– Det gör att det kommer att bli utmaningar när solkraftverken ska skrotas en gång i framtiden, säger Arve Holt.

Både Nanosolars och First Solars teknik utnyttjar bara lite drygt 11 procent av solens energi, mot kiselsolceller som ligger på 16–18 procent.

– En nackdel är också att det är tveksamt om det går att trappa upp produktionen av tunnfilmssolceller hundrafaldigt, som de mest ambitiösa planerna går ut på, eftersom en del av råvarorna är sällsynta, säger Arve Holt.


Det gäller både tellurid, men speciellt indium, som oftast är en biprodukt i zinkgruvor. Det används dessutom också vid tillverkning av platta skärmar och efterfrågan är stor.

För att öka tunnfilmscellernas effektivitet och för att pressa priset behövs det både praktiska innovationer som gör tillverkningen av solcellspaneler mer effektiv – för när tunnfilmen väl monteras till solcellspaneler är skillnaden mot de traditionella kiselpanelerna inte lika stor. Och det behövs också mer forskning om hur man ska kunna utnyttja de möjligheter nanotekniken ger att förbättra solcellerna.

I Norden är det Norge som är storebror inom solenergiforskningen. Ett skäl är förstås att landet har två stora solenergibolag, REC och Elkem Solar. Fyra norska forskningsmiljöer och nio före­- tag har gått ihop om ett ’Forskningssenter for miljøvennlig energi’, FME-SOL, med en budget på 40 miljoner norska kronor per år. En av de största forskargrupperna, på Oslo universitet, leds av den svenska professorn Bengt Svensson.

– Det mesta handlar om nanoteknik inom solenergin nuförtiden, säger han.


Räknas stipendiater med är gruppen på 55 personer. Målet är att göra solceller som fångar upp tre gånger så mycket energi som i dag. Solljuset består av många olika färger, eller våglängder (energier). Men en solcell kan normalt bara fånga upp vissa våglängder (energier).

– Genom att lägga flera tunnfilmsceller ovanpå varandra kan varje lager vara specialtillverkat för att fånga upp varsin del av ljusspektret. Vi behöver två, tre eller fyra lager för att fånga så mycket som möjligt av solenergin. En realistisk, kommersiell möjlighet är att tillsammans med andra förbättringar komma upp i 50–60 procent, säger Bengt Svensson.

Denna sorts solceller kallas för tandemsolceller. De solceller man arbetar med nu har indium-tenn-oxid och zink-oxid som läggs i lager som bara är tio till hundra nanometer tjocka på kisel. Tunnfilmernas egenskaper bestäms av nanokristaller med diameter på fem till femtio nanometer, som det gäller att få av precis rätt storlek.

– Jovisst finns det tankar på att bilda ett företag för att utnyttja tekniken. Men om det går bra och konceptet håller så tar det nog 10–15 år innan den är kommersiell. Den största utmaningen är att inte energin ska läcka ut mellan de olika tunnfilmslagrena, säger Bengt Svensson.

  • Kopiera sidans adress

1 procent av världens energi­försörjning svarar sol­energin i dag för. Under 2008 installerades 6 gigawatt (Giga = 1 miljard) kapacitet av solcellsbaserad energi i världen. Det var en ökning på 110 procent jämfört med året innan.

Börsen

börsgraf

OMX Sthlm, kl 17.30
-0,23% 436,11 SEK

1 mån:
-3,08%
Årsskiftet:
2,94%
Följ händelseutvecklingen med SvD digital – Just nu 5 veckor för 50 kr!
Visa kommentarer

Välkommen att säga din mening på SvD.se. Våra regler är enkla: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna.
Alla kommentarer modereras efter publiceringen av SvD eller av oss anlitad personal. Du kan skriva max tre kommentarer per artikel. Läs reglerna i sin helhet Vänliga hälsningar, Maria Rimpi, chef SvD Näringsliv

Toppnyheter Näringsliv

Gör nliv.se till din startsida
SvD Näringslivs startsida har de senaste 15 minuterna uppdaterats med 1 uppdaterad artikel. Gå till startsidan för SvD Näringsliv.
Bertil Hult. SvD Möter Bertil Hult

”Det var inget svårt
beslut att lämna Sverige”

Men efter 40 år har han ännu hjärtefrågor i det gamla landet.

”Vilka bilar tycker du att vi ska testa?”

Krönika

Relevant – men också något extra.

Guide: Så gör du för att ta ut pensionen

Hit måste du vända dig för att få pengarna.

Saab-överklagande
avfärdas av domstol

Fordon

Nu kan turerna med Spyker vara över.

Finansminister Magdalena Andersson (S) och tidigare finansministern Anders Borg (M). bnp-prognoser

Ekonomisk hyllning
till förra regeringen

SHB-ekonomen: ”De lämnade över en fantastisk jobbmaskin.”

Aristokrat utmanar
efter smutsig debatt

Porträtt

Presidentvalet i Brasilien en rysare.

LO vill skrota överskottsmål

Facket

Föreslår införande av ett balans- eller underskottsmål.

Här bygger de upp
världen i ”Avatar”

Lista

Världens häftigaste nya nöjesparker.

Utrustningsdetalj
i VW lockar biltjuvar

If: ”Varje stöld kostar oss upp till 50 000”.

Nyhetsrummens ”sista lejonkung”

porträtt

Watergate blev Bradlees höjdpunkt.

Eniros vd: ”Jag ser
inga röda flaggor”

Krisbolag

Stefan Kercza är inte orolig.

Så ska han säkra
Ericssons framtid

Intervju

Hans Vestberg om det nya spåret.

Svenskt under ytan
– dykbåtar på export

U-farkoster

”Vi säljer inte till Ryssland.”

Anders Magnerfelt, fd attackdykare i försvarsmakten, nu testansvarig och Carl Runemar, affärschef. Bildspel

Bildspel: Så ser farkosterna ut

Här kan du se SvD Näringslivs bilder på dykbåtarna.

de 34 miljarderna

”Det kunde lika gärna ha stått tusen miljarder”

Fonden är egentligen bara ett konto – med obegränsad kredit.

Därför vände LKAB
till miljardförlust

Gruvor

Samhällsomvandlingen kostar på.

Kronprinsessan tar över fondimperium

porträtt

Är sjunde rikaste kvinnan i världen.

svd avslöjar

Granskningen anklagar Vinnova för miljonslöseri

Satsningarna har inte effekt på sysselsättning eller tillväxt.

Grabau försvarar Kinneviks noteringar

zalando och rocket

”Kursfall är inte ovanligt”.

Procter & Gamble knoppar av Duracell

Framstår som bästa alternativet i dagsläget.

Tumnagel till Volvo ab Webb-tv

Svarar på stenhårda kravet från ägarna

Persson: "Enorm vilja att det här ska bli bra".

Gotlandsbåten prövas av ARN

Sålde totalt 40 000 biljetter – men tvingades ställa in samtliga turer.

Ericssons rörelsevinst blev sämre än väntat

kvartal

Lägre försäljning i Nordamerika.

SvD Börsforum

Låna 10 miljoner kronor i timmen?

makro

"Är som gjort för att skapa förvirring."

Rysk bank vill pröva sanktioner

EU-sanktioner mot Sberbank, störst i Ryssland, infördes i somras.

Avanza börjar erbjuda handel från 1 krona

Aktier

Ska befästa bankens prisledarposition.

Tror att snus kommer fortsätta växa i USA

Bättre vinst än väntat i Q3 för Swedish Match.

Vinnarna på börsen efter rapporterna

Så går det för Volvo, Eniro och Ericsson.

Bra fart i brittisk ekonomi

Fortsatt bra tillväxttakt – BNP steg med 3,1 procent.

Var satsas 2 miljarder på ökad bemanning?

Quiz

Testa vad minns du från gångna veckan.

Minecraft-staden
tog två år att bygga

Digitalt

Här kan du gå på rundtur i Titan City.

Intäkterna har rasat
för krisbolaget Eniro

Dementerar uppgift att styrelsen ska lämna.

bostad
Bostadsrätter på Lilla Essingen i Stockholm.

Här har priset på borätter stigit mest

Skiljer 47 700 kronor per kvadratmeter.

FOTO: Tomas Oneborg

Tema: Tjänstebil
”Alla måste älska elbilen”, säger lantbrukaren Arthur Buhrenstjerna och syftar på att varje gång dieselpickupen står parkerad sparas pengar. ”Både vi själva och våra anställda trivs mycket bra med vår Nissan Leaf, och man lär sig snabbt att köra så snålt som möjligt”, säger han om bilen som han och hustrun Catherine Buhrenstjerna köpte för ett år sedan.

”Vi sparar cirka 3500 i månaden”

FOTO: Karin Grip

2 MINUTER
SvD Näringslivs Andreas Cervenka och Katarina Hugo i "2 minuter".

Se alla avsnitt av SvD Näringslivs nya webbserie

FOTO: SvD.

Webb-tv

Börsen

Index

OMX-S, 17.30-0,2 %436,11
Nasdaq, 23.40+0,7 %4 483,72
DAX, 17.35-0,7 %8 987,80
FTSE, 17.35-0,5 %6 388,73
Nikkei, 08.20+1,0 %15 291,64
Visa fler index

Valutor

Euro, 00.02+0,1 %9,19 SEK
USD, 00.01-0,1 %7,25 SEK
Visa fler valutor

Råvaror

Olja brent, 22.59-0,7 %86,19
Guld, 23.13-0,0 %1 230,90
Visa fler råvaror

Räntor

3 mån, 15.58-0,0 %0,09 %
5 år, 16.10+0,1 %0,36 %
Visa fler räntor
Ny sajt

SvD Näringsliv ger dig en bättre privatekonomi.

SvD Börsforum

Testa Sveriges modernaste ekonomiforum

Räntekartan

50 000 har sagt sin ränta – klicka här!

Bloggar
SvD Näringslivs profiler Patricia Hedelius och Jonas Fröberg.

Läs våra prisbelönta journalisters bloggar.

FOTO: SvD/Montage.

Gör nliv.se till din startsida

SvD Näringsliv på Facebook