Några av forskarnas solceller som kryddats med den aktiva substansen i chilipeppar – och fått ökad effektivitet. Foto: Jin Yang

Chili piffar upp solceller

Uppdaterad
Publicerad

En nypa chili kan piffa upp morgondagens solceller.

Det hävdar en svensk-kinesisk forskargrupp, som har visat att både effektivitet och hållbarhet kan förbättras med rätt kryddning.

Idag talas det mycket om perovskitmaterial i solcellskretsar, tunna filmer som liknar det naturliga mineralet perovskit i sin kemiska uppbyggnad.

Perovskit började användas i forskningen kring solceller för drygt tio år sedan. På den tiden var verkningsgraden blygsam, bara knappt fyra procent av solens energi omvandlades till elektrisk ström.

Men sedan dess har tekniken förbättrats, och idag talas det om ett Nobelpris i kemi för de forskare som leder utvecklingen.

Fördelarna är uppenbara: solceller som bygger på perovskitmaterial har en teoretisk verkningsgrad som är dubbelt så hög som dagens kiselbaserade celler. De skulle också vara betydligt billigare att tillverka.

Forskning i Linköping

Qinye Bao arbetade som doktorand och forskare vid Linköpings universitet mellan 2011 och 2016 med hur gränsytor i solceller påverkar deras egenskaper.  Idag har han en professur vid ECNU-universitetet i Shanghai i Kina, där han har drivit forskningen vidare.

Enligt hans dåvarande handledare, professor Mats Fahlman vid institutionen för teknik och naturvetenskap, som också deltog i studien, var avsikten att hitta ett ämne i naturen som kunde förbättra tillverkningen av perovskitkristaller.

Qinye Bao provade med flera olika material, och kom så småningom fram till att kapsaicin kunde göra jobbet. Ämnet ger stinget i växter som chilipeppar, som utvecklat det som skydd mot angrepp från djur och svampar i naturen.

I labbet visade det sig inte bara att kapsaicin kunde förbättra tillväxten hos perovskitkristallerna. Qinye Bao kunde också konstatera att de elektroniska egenskaperna kraftigt förändrades, så att solcellernas verkningsgrad ökade väsentligt.

 - Jag vet inte om det senare var någonting han förutspådde, men även om det var en tillfällighet så måste man vara en duktig forskare för att förstå vad det är man snubblar över, säger Mats Fahlman.

”Fascinerande prestanda”

Forskarlaget har visat att solceller som kryddats med kapsaicin i tillverkningen kan omvandla nära 22 procent av det inkommande solljuset till elektrisk ström, medan en likadan solcell utan ämnet bara kom upp i en verkningsgrad på drygt 19 procent.

Idag närmar sig deras solceller samma verkningsgrad som de traditionella kiselcellerna. Forskarna hoppas också att en nypa chili ska kunna råda bot på en annan av perovskitens brister, nämligen dess dåliga stabilitet. I labbet behöll de kryddade solcellerna 90 procent av sin kapacitet efter 800 timmars lagring.

– De prestanda som visas upp är fascinerande, och visar att solceller av perovskit kan ha en stor potential i framtiden, säger Mats Fahlman.

Grön tillverkning

Qinye Bao och hans kollegor hoppas att deras forskning ska leda till en grönare tillverkning av perovskit i framtiden. Idag innehåller solcellerna giftigt bly, som innebär en fara både vid tillverkning och skrotning.

Enligt forskarna återstår det fortfarande att ta reda på om tillsatsen av kapsaicin även fungerar i nya, miljövänliga, solceller innan det kan bli frågan om en bred kommersiell lansering.

Resultaten har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Joule.

Lokal. Lättanvänd. Opartisk. Ladda ner appen nu!

Hämta SVT Nyheter i App StoreLadda ned SVT Nyheter på Google Play

Så arbetar vi

SVT:s nyheter ska stå för saklighet och opartiskhet. Det vi publicerar ska vara sant och relevant. Vid akuta nyhetslägen kan det vara svårt att få alla fakta bekräftade, då ska vi berätta vad vi vet – och inte vet. Läs mer