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
0,32% 507,83 SEK

1 mån:
7,16%
Årsskiftet:
7,16%
Obegränsad tillgång till SvD digital – Prova gratis i en månad!

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.
Kullager på SKF i Göteborg. Perspektiv | Klas Andersson

Rivstart för nye vd:n
– SKF bäst på börsen

Verkstadsjätten etta bland storbolagen – upp 20 procent i år.

”Projekten i Sverige
är särskilt ambitiösa”

Investering

EIB-chefen på Stockholmsbesök.

Hillary Clinton flög privatjet för miljoner

Avslöjande

Lät skattebetalarna stå för notan.

SvD Börsforum

”Det sticker i ögonen
på bolånekunderna”

Spara

Är bankernas personalrabatt rätt?

Qatar Airways blir ny British Airways-ägare

flygindustri

Går in med 15 miljarder kronor.

SCA

”Johansson fortsätter med tigandets strategi”

Jan Almgren: Bolagets presskonferens i dag var surrealistisk.

SCA:s vd: ”Har det varit värt det”?

intervju

Jan Johansson har funderat över sin framtid.

Johansson pressas nu även av analytikerna

”Finns förväntan på svar om privatplanen”.

Flög fruar och barn med affärsjet

svd granskar

Läs hela granskningen av SCA.

Vart flög SCA-vd:n
för tre miljoner?

Nlivquiz

Testa dina kunskaper om veckan.

Förlorade en miljard dollar på kursfallet

Alibaba

Jack Ma är inte längre rikast i Kina.

Tunga investerare backar upp startup

Urb-IT ska hjälpa lokala företag med e-handel.

Northlands gruva nära Pajala respektive ARKIVBILD på Harry Rantakyrö 2008. Gruvkonkursen

Utredning om mutbrott
efter Pajala-avslöjande

Åklagare inleder förundersökning efter SvD:s granskning.

Många namn på dubbla stolar

Starka kopplingar mellan gruvbolaget och folkvalda.

Jay-Z lägger bud på Spotifys konkurrent

Nu rusar aktien på Stockholmsbörsen.

Altor i slutfas för att ta Dustin till börsen

Handelsstart beräknas kunna ske i februari.

Riksbanken växlade bort skattemiljarder

Beslutet att sälja av dollar gav storförlust.

Under förväntan – sjunker på börsen

Tele2

Gick sämre än väntat på flera punkter.

2 minuter Webb-tv

”Ingen tvekan om vilken bank som går bäst”

Webb-tv: Jan Almgren om rapportfloden inom bankvärlden.

Obama: Staten bör utöka sina utgifter

Vill avsluta de breda budgetnedskärningarna.

Spotify till börsen först under nästa år

Ska skaffa fram halv miljard dollar i riskkapital.

Google känner av ökad konkurrens

Rapporten för sista kvartalet en besvikelse.

Kina tror på en stark euro

Ska utöka samarbetet med och investeringarna i Europa.

Amazon gjorde vinst på 214 miljoner dollar

Rapport

Bättre delår än väntat i fjärde kvartalet.

två minuter Webb-tv

”Arbetsförmedlingen på Hisingen jublar just nu”

Volvos satsning ger jobb – men finns utmaningar för industrin.

Bli inte lurad – sju punkter att checka av

Bolån

Många betalar alldeles för mycket.

Räntekartan ger dig tyngd

nytt verktyg

Betalar du för mycket för lånet?

Bästa sättet att få låg ränta: Jobba på bank

Bolån

De bankanställda erbjuds superräntor.

Apple kan ge 556 dollar till alla i USA

teknik

Ingen kommer i närheten av jätten.

Det här skulle Apple kunna köpa

Lista

Bolagets pengar räcker till en hel del.

Eurasien fortsätter
sätta käppar i hjulet

Telia

Vd Dennelind om det gångna kvartalet.

Annika Falkengren, SEB:s vd. webb-tv Webb-tv

Falkengren: Negativa sparräntor inte omöjligt

SEB:s vd lämnar ändå ett lugnande besked till småspararna.

Prisrally på lyxhus
i The Hamptons

bostad

Medianpriset är nu 975 000 dollar.

Det blir presidentens
nya Air Force One

Bildspel

Boeing vann uppdraget på walk over.

Atlas Copco slår till
med superutdelning

Rapport

Men vinsten blev mindre än väntat.

”Riksbanken borde införa negativ ränta”

Myndigheten: Schweiz har visat att det går.

Optimistisk Faxander jublar över valutan

Sandvik vinnare på börsen efter rapport.

Grekland motsätter sig nya sanktioner

ryssland

Vill svartlista ett flertal personer.

”Apple bästa köpet
på flera decennier”

Aktien har gått upp 300 procent på fem år.

SvD i New York
Aktarer Zaman, 23 år, grundare av Skiplagged.

Han avslöjade flygens dolda rabattbiljetter

22-årigt snille byggde succésajt – stäms av resebranschen.

Nya Räntekartan

Betalar du för mycket för ditt bolån? Klicka här!

SvD granskar SCA:s flyg
Flygplansflottan i Bromma Business Jet, som SCA äger tillsammans med Sandvik och Industrivärden, har helt nyligen utökats med två flygplan av modellen Falcon 7X.

Miljöprofilerade SCA tar med både fruar och barn på bolagets affärsflyg.

FOTO: Dassualt

SvD Story

Följ med till krisens Lettland med SvD Story – en helt ny digital läsupplevelse.

Webb-tv: Fröberg testar

Följ med SvD:s Jonas Fröberg och Magnus Hjalmarson Neideman på fartfyllda biltester.

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+0,3 %507,83
Nasdaq, 20.49-0,2 %4 673,73
DAX, 17.35-0,4 %10 694,32
FTSE, 17.35-0,9 %6 749,40
Nikkei, 21.00+0,4 %17 674,39
Visa fler index

Valutor

Euro, 21.04-0,2 %9,35 SEK
USD, 21.04+0,0 %8,28 SEK
Visa fler valutor

Råvaror

Olja brent, 21.04+6,1 %51,98
Guld, 21.04+2,1 %1 282,67
Visa fler råvaror

Räntor

3 mån, 08.14+0,0 %0,04 %
5 år, 16.00+0,3 %0,19 %
Visa fler räntor
Ny sajt

SvD Näringsliv ger dig en bättre privatekonomi.

SvD Börsforum

Testa Sveriges modernaste ekonomiforum

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