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

Lanserar produkter för hög säkerhet

Induktionsvärme för effektiv uppvärmning

Varför uppstår oplanerade stopp

Så skapar du stabila och effektiva transporter

Små detaljer som gör stor skillnad

Det som avgör allt i betongarbetet

Så hittar du läckor innan de blir ett problem

Så skapas säkra arbets­platser vid arbete på väg

Temat för Elmia Subcontractor 2026

Sveriges kanske mest udda postbil

Slipningens två avgörande steg

NYHET Största elektriska spackelsprutan för proffs

Soft Touch lyfter biobaserad vinyl

Högtryckspumpar i modern industri

Provning av militära produkter

Hallå där Adam & Jesper

Nya proffslösningar på Nordbygg

Castrol stärker Audi Revolut F1-teamet

Precifast sparar miljoner med energimätning

Sluten tank – när är det rätt val?

Gummikomponenter för tågfabriker

Så hanterar du grus och sand efter vintern

Precisionsavskalning för optiska fibrer

Ny cylindermetod min­skar metallföroreningar

Energieffektiv isolerings­lösning på Nordbygg

WOG Trä – kungar på special

Elektroniska lås

Keramik optimerar gjutjärnsbearbetning

MES-plattform för AI-driven tillverkning

Innovation och smart automation

Neoprenhandskar – när är de rätt val?

NYHET - Massagestol Relax Force 4D

Så väljer företag rätt truck för sin verksamhet

Smarta lösningar i bygg och verkstad

Regelbunden service av svetsutrustning

Precision börjar i bearbetningen

När cermet är rätt val

Populära artiklar

Bengtssons Maskin växer digitalt

Livsmedelsgodkända gummidelar

AGRO lanserar blyfri förskruvning

Ny 90-tons translifter till Kristiansund

Dell och NVIDIA förbättrar AI-data

Hårda krav fick Raftákn välja KUKA

Ionbond sänker energiförbrukningen

Löda kopparrör steg för steg

Ny rens- och tillsynsbrunn

Trestad Laser investerar i ny maskin

Blyfri mässing i ASSA ABLOY-beslag

Så föddes TRX

Southco lanserar R4-50 rotationslås

ISCAR TRIDEEP

Kolmården byter UTV till Corvus

Gummikomponenter för försvarsindustrin

Kombimaskin med fem funktioner

Wavin utser ny nordisk direktör

VöXss om samarbetet med OEM Automatic

Säker USB möter nya hot

Cellnex stärker nordisk verksamhet

Denodo lanserar AI-fokuserad dataplattform

Nya cloud-native mikro­tjänster för camping

Matrix42 utser Patrick Adams till CRO

Nya AI-förmågor från Cisco och NVIDIA

ISCAR QUICK-THREAD Multitandade gängskär

Nytt innovativt trådlöst säkerhetssystem

Elmontörsutbildning för kvinnor återvänder

Säkerhet i solcellsanläggningar

Rätt klimatlösning för ditt elskåp

Vi ses på LogiMAT i Stuttgart 2026

Innovativ fasad med trälook

Renovering går före nybyggnation

Gummikomponenter för medicinindustrin

Packstationer som gör jobbet enklare

Bli medlem

Annonsering & marknadsföring

Digital medieproduktion

industritorget.se

Så skapas säkra arbetsplatser vid arbete på väg

Ny cylindermetod minskar metallföroreningar

Energieffektiv isoleringslösning på Nordbygg

Nya cloud-native mikrotjänster för camping