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

Logistik utan gränser

Autonom tusenkonstnär sätter ny standard

Välkommen på cyber­säkerhetsevent i Tranås

Hörle Wire om bespar­ingar med DAZOQ EI

Kraftig tillväxt för fordon på Klaravik

Effektiva taklyft i Värmland

En arbetsplats där människor trivs

Så säkerställs elektronik i moderna system

Bygg din egen ventilterminal

Fler AI-datorer med Ryzen AI 400‑serien

Soft Touch AB lanserar NXG

Meltolit AB på Underhållsmässan

Gummipackningar i exotiska material

SimplyConnect för flexibla rörsystem

Uppgraderad säkerhets-PLC

FPT Industrial på CONEXPO

Flexibilitet när Gävle sjukhus byggs ut

Elektrisk ventil från SMC Corporation

Öka säkerheten med Panduits cable cleats

WEG visar energilagring på EnergyWeek 2026

Garrett Motion lanserar MAXLIFE

Låg kontorsnärvaro binder miljonbelopp

Palo Alto Networks utser ny Vice President

Xiaomi breddar AIoT för aktiv vardag

Full fart från skiss till färdig detalj

Werinova sparade 800 000 kWh

Känslan när allt bara funkar

Octave lanserar ny varumärkesidentitet

Red Hat och Telenor stärker suverän AI

Cirkulära förpackningar minskar miljöpåverkan

Xiaomi Presenterar Xiaomi 17-serien

När millimetrar möter estetik – precisionens roll i modern möbelproduktion

Förbered lagret inför 2026

Varför rätt motor avgör hela arbetsdagen

Så skapar du en säkrare arbetsmiljö

Vattenkyld laser­svetsning i praktiken

Elmia Produktionsmässor 19–22 maj 2026

Populära artiklar

Xiaomi Pad 8 Serien

Zoom lanserar Virtual Agent 3.0

Cellnex rapporterar årsresultat 2025

Hälften redo för lönetransparens

Så bygger industrin lång­siktig konkurrenskraft

Vanliga misstag vid inves­tering i svetsutrustning

Livsmedelsindustrins dolda risk:

Öppet hus hos Scantruck i Rosersberg

Större produktion kräver större laserskärmaskiner

Snedskurna kugghjul för effektiv drift

När hydrauliken börjar tappa prestanda

Lim för metall, plast och trä

När mörkret blir en arbetsmiljörisk

Tillbehör och slitdelar för MIG/MAG och TIG

Tre vanliga misstag vid val av transmission

Hur du framtidssäkrar ett enskilt avlopp

Fördelarna med en lasersvetsmaskin

Olsons levererar LVD-kantpress till Robotec

Dotterbolagets rekordaffär

Från ambition till effekt

Så väljer du rätt RAM-fäste

Klaravik bryter ny mark

CatalyzO2 lanserar ny DO-sensor

Cognizant och Wallenius Wilhelmsen tecknar avtal

Nytt samarbete för centimeterprecision

Red Hat och NVIDIA lanserar AI-plattform

OEM Automatic på mässåret 2026

Månadens lagermaskin

Mätning för hållbarhet

Fem funktioner i en maskin

Gravlund investerar i sina kunder

Kingston på marsmässor

Spa når nya höjder

Southco lanserar fällbart kompressionslås

Flir och UE Systems visar helhetslösning

Bli medlem

Annonsering & marknadsföring

Digital medieproduktion

industritorget.se

Välkommen på cybersäkerhetsevent i Tranås

Hörle Wire om besparingar med DAZOQ EI

Vattenkyld lasersvetsning i praktiken

Så bygger industrin långsiktig konkurrenskraft

Vanliga misstag vid investering i svetsutrustning