Trämaterial ger pålitliga organiska solcelle

Det visar forskare vid Linköpings universitet och KTH

En relativt obehandlad variant av ett av naturens vanligaste organiska material – lignin – kan användas för att skapa stabila och miljövänliga organiska solceller. Det visar forskare vid Linköpings universitet och KTH i en studie publicerad i Advanced Materials.

I dagsläget verkar en av de främsta hållbara energikällorna vara solljus. Traditionella solceller tillverkade av kisel är effektiva men har en energikrävande och svår tillverkningsprocess som dessutom kan leda till utsläpp av miljöfarliga kemikalier. Därför har organiska solceller blivit ett hett forskningsområde tack vare sin låga tillverkningskostnad, lätta vikt och flexibilitet vilket öppnar för många användningsområden. Bland annat kan de användas inomhus eller på kläder för att driva personelektronik.

Men ett problem är att organiska solceller är gjorda av plast, eller polymerer som kommer från olja. Så trots att de är organiska är de inte så miljövänliga som de skulle kunna vara.

Nu har forskare vid Linköpings universitet och KTH utvecklat en organisk solcell där en del av elektrontransportlagret kopplat till katoden i solcellen är gjort av så kallat kraftlignin hämtat direkt från trämassa. Även om endast en liten del av solcellen är tillverkad av lignin i nuläget är det långsiktiga målet att bygga en solcell nästan helt gjord av trämaterial.

– Vi vill bygga effektiva, pålitliga, billiga och miljövänliga solceller. Med den här studien kan vi visa att det är möjligt och ett första steg mot att byta ut material som idag är baserade på olja mot träbaserade alternativ, säger Mats Fahlman, professor vid Laboratoriet för organisk elektronik, LOE, vid Linköpings universitet.

I tidigare försök har träbaserade material använts för att öka pålitligheten, eller stabiliteten i både organiska solceller och solceller av det kristallina materialet perovskit. Då användes lignin som behandlats kraftigt i olika kemikalier. Det Linköpingsforskarna nu gjort är att använda en mycket mer "rå" version av lignin som kallas kraftlignin som är en restprodukt från papperstillverkning. Tillsammans med KTH analyserades vilken molekylsammansättning i ligninet som passar bäst för ändamålet.

– Vi har skapat ett material, eller komposit, av kraftlignin som ska vara kontaktytan med katodlagret. Det visade sig att solcellen blev mycket stabilare. Fördelen med kraftlignin är att den har förmågan att skapa många vätebindningar vilket hjälper till att stabilisera solcellen, säger Qilun Zhang, förste forskningsingenjör vid LOE.

Organiska solceller används redan idag främst för inomhusbruk. De kan också ersätta batterier hos sensorer och liknande strömsnåla applikationer. Enligt Mats Fahlman är det första steget in på marknaden för organiska solceller. Sedan kan tekniken skalas upp för större tillämpningar som ren energiförsörjning. Och att bygga dem av trämaterial skulle göra hela solcellen än mer miljövänlig.

– Organiska solceller kommer aldrig vara bäst när det gäller effektivitet. Men fördelen är att de är ogiftiga, hållbara och billiga. Kan de ligga på 15–20 procents effektivitet räcker det gott och väl för de flesta tillämpningar, säger Mats Fahlman.

Studien finansierades i huvudsak av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse genom Wallenberg Wood Science Centre. Övriga finansiärer var Energimyndigheten, Vetenskapsrådet, Stiftelsen för internationalisering av högre utbildning och forskning – Stint, samt av det strategiska forskningsområdet för avancerade funktionella material – AFM – vid Linköpings universitet.

Artikeln: Industrial Kraft Lignin Based Binary Cathode Interface Layer Enables Enhanced Stability in High Efficiency Organic Solar Cells; 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 Österbacka, Mats Johansson, Mats Fahlman; Advanced materials 2023, publicerad online 9 oktober 2023. DOI: 10.1002/adma.202307646

2023-12-07 - Industritorget

Senaste nytt

Trämaterial ger pålitliga organiska solcelle

SENASTE NYTT

Massproduktion kräver extrem precision

NEVO genomför ledar­skifte och lanserar ny sajt

Svarv för precisions­arbete och utbildning

Ny broschyr om Isolast® FFKM-lösningar

Klaravik ger julgåva till Musikhjälpen

TSE höjer precisionen med ny maskin

Så föddes TRX

Svenskar litar på AI inför köp

Bristande insyn försvårar regelefterlevnad

Dell och NVIDIA fördjupar AI-samarbetet

Svenska företag halkar efter i AI-sök

ISCAR DOVEIQTURN

Göteborg får sin första stolslift

Helhetsgrepp som höjer skydd och beredskap

Industriföretag vid ett nytt vägval i ekonomin

Erfarenhet ger robusta pumplösningar

Bra pris viktigast för verkstadsval

Centralproduktion – Innovation i framkant

Kingston lanserar dubbel portabel SSD

Du hittar årets julklapp hos oss

Serviceavtal för gasutrustning

Satsning på tryggare arbetsmiljö

Red Hat stärker AI-stödet i RHEL

Ta bort klotter med effektiv klottersanering

WEG driver Industry 4.0 med dubbel strategi

Batteridrivna maskiner

Kvalitetssäkrade begagnade maskiner

Lovato ME-serien

Könsnormer hämmar kvinnors AI-karriärer

Säkerhetsfokus inom kopplingsteknik

Industriföretag varnar för skenande elpriser

Välj rätt växelenhet för din applikation

SBA Teknik skalar upp produktionen

Wiberger certifieras enligt ISO 9001 och 14001

ADR 1.3 – Farligt gods

FPT driver New Hollands lanseringar

Så optimerar svensk industri sin elförbrukning

Populära artiklar

En investering som lönar sig

Diac Metall AB förädlar mässing

Rostfria buntband för extrema miljöer

Soft Touch AB utvecklar svart reflexteknologi

Krävande silikondelar i långa serier

AI-modeller fortfarande sårbara för manipulation

Företagare väger mellan fast & säsongsstyrt elpris

Elmia Subcontractor 2025 invigd

Helhetslösningar skapar hemkänsla i vården

Red Hat lanserar OpenShift 4.20

DMG MORI och HAIMER fördjupar samarbetet

Odfjell prioriterar säkerhet på öppet hav

Hydro visar hållbara resultat på Elmia

OilQuick stödjer Rosa Bandet med 80 000 kr

Banbrytande axial­flödesmotor från WEG

Gaardbye Supply blir Neuron-återförsäljare

Hydro tar steg mot grönare aluminium

KUKA Nordic expanderar i Mälardalen

Snabbhet och precision i gummiproduktion

Populära produkter som förenklar vardagen

SKF visar hållbar teknik på COP30

Varumärkesprofilering störst utmaning 2026

Cisco flyttar AI-kraften till nätverkets kant

Smart pump driver grön omställning

FPT dominerar ”Årets Traktor” 2026

FPT levererar motorer till Deutz-Fahr

Hexagon uppgraderar CAESAR II och PIPESTRESS

Red Hat stärker digital suveränitet i EU

Så jämför du elavtal för företag

Varsågod och sitt – köp en skidlift

Så eliminerar du återkommande problem

Vad innebär elsäkerhet och varför är det viktigt?

FPT visar nyheter på Agritechnica 2025

Därför är absorbenter ett måste i varje industri

Azipod® driver Kanadas nya isbrytare

Bli medlem

Digital medieproduktion

industritorget.se

industritorget.se | Sveriges mest besökta industrisajt

NEVO genomför ledarskifte och lanserar ny sajt

Svarv för precisionsarbete och utbildning

Banbrytande axialflödesmotor från WEG