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

Industritorget förenklar B2B-affärer

Gaardbye Supply lanserar live produktdata feeds

Kompakt radarnivågivare

Fiberlaser

Snökedjor för tunga fordon

Epicals nya styrelse driver strategisk tillväxt

Arktisk natur formar Nuuks stadsutveckling

AWS öppnar EU-suverän molninfrastruktur

Industriväggar i glas

Exotiska silikongjutgods med låg friktion

Klaravik säljer fler än 24 000 entreprenadobjekt

Nu drar EM i handboll i gång

Allt du behöver veta om svetsglasögon

Lutningsgivare för mobila maskiner

Trygg och stabil leverantör

Castrol stöttar MM Technology i Dakar

Komplett sortiment av moderna brick slips

Framtidens motorer

Stöd och möjligheter

Certifierade gummi­lösningar för livsmedel

Övervakning avslöjar dolda luftföroreningar

Vattentank för industriella behov

AI-verktyg stärker HR:s handlingskraft

Fortinet och Nvidia i samarbete

VD accelererar mot miljardmål 2030

Fakta eller vana vid avfuktning

Därför behövs hybridtänk med kvantdatorer

Så inreder du en funktionell verkstad

Kabeltestning och certifiering

Hjullastarens livslängd

Portabel flödesmätare

Savika Kombikantvik i produktion

Driftsäkerhet i fokus:

Ny advokatbyrå etableras i Göteborg

Diskmaskin24.se slår upp portarna

Effektiv B2B-lösning för restpartier

Därför väljer allt fler miljöanpassade trähus för framtidens boende

Populära artiklar

Nytt rekord för traktorer på Klaravik

Tungaloy stärker sin gröna omställning

Ny precisionsnivå i koordinatmätning

Tre tech-trender som präglar 2026

DenaliWeld Jet 1500 serien

Industriell tillverkning med 3D-skrivare

Ett titt in i Weycors framtid

Specialanpassade EPDM-membran i volym

Stabil kommunikation i industrin

Framväxande ekonomier leder AI-utvecklingen

Minilastare som arbetsmaskin

DEUTZ stärker service i norra Sverige

Produktivitet växer när medarbetare mår bra

Ren inomhusluft avgörande i datacenter

Branschanpassade lösningar för dina behov

Ledarskapsskifte hos KNF

Kompetens och utbildning blir allt viktigare inom lagerarbete

Snäckhjul – en viktig komponent i mekanisk kraftöverföring

Elpolering får ökad betydelse i branscher med höga renhetskrav

ATEX-klassat uttags­system för bilindustrin

ISCAR Sverige i avtal med Sohlbergs

Ändrade standarder för kulventiler

TM-Sängar revolutionerar sängindustrin

Denodo utses till Gartner-ledare 2025

FPT mot Dakar 2026

Palo Alto och Google stärker molnsäkerhet

Hälsosammare hem och arbetsplatser i högtidstid

Uthyrning av svetsmaskiner

Bilbatteri och tillbehör

Rundslipning för maskinkomponenter

Southco lanserar nya 4D-fästskruvar

Scantruck satsar vidare i norra Sverige

Från oss alla, till er alla …

Effektiv temperaturkontroll

Cognizant och Microsoft fördjupar AI-samarbete

Bli medlem

Annonsering & marknadsföring

Digital medieproduktion

industritorget.se

Certifierade gummilösningar för livsmedel

ATEX-klassat uttagssystem för bilindustrin