Prenumerera gratis på vårat nyhetsbrev
med platsannonser, produktnyheter,
utbildningar och mycket mer.
Fynden i studien tar effektiviteten hos organiska solceller till nästa nivå, menar forskarna. Foto: Olov Planthaber/Linköpings universitet
Nu har forskare vid Linköpings universitet visat hur organiska solceller kan bli mer effektiva än man tidigare trodde var möjligt. Nyckeln är att förlänga tiden elektronerna i materialet är exciterade vilket leder till bättre prestanda. Fynden är publicerade i tidskriften Nature Photonics.
Organiska solceller är gjorda av ledande plaster och har därför eftertraktade egenskaper som låg tillverkningskostnad, lätt vikt och hög flexibilitet. Dessutom kan de vara halvgenomskinliga och tillverkas i stor skala. Egenskaperna särskiljer dem från traditionella solceller av kisel och öppnar för många nya användningsområden – bland annat kan de användas inomhus, för att driva personelektronik eller olika typer av sensorer.
Andelen av solens strålar som omvandlas till energi, kallat effektivitet eller verkningsgrad, har på tio år gått från cirka 10 procent till över 20 hos organiska solceller. Forskare har antagit att gränsen för förbättring är nådd. Fram till nu.
– Det vi visar i den här studien tar effektiviteten till nästa nivå. Med vår nya förståelse kan forskarsamhället förhoppningsvis förbättra verkningsgraden så att den kommer närmare den praktiska gränsen, säger Feng Gao, professor i optoelektronik vid Linköpings universitet.
För att öka verkningsgraden hos organiska solceller har Linköpingsforskarna undersökt den så kallade fyllnadsfaktorn för solceller som utgjort en begränsning. Det är en av tre parametrar som beskriver hur effektivt solcellen omvandlar ljus till el under drift och är en av de viktigaste faktorerna bakom hög verkningsgrad.
– Det är en komplicerad parameter som inte är så väl undersökt hos organiska solceller, säger Feng Gao.
Organiska solceller består av två material som placeras tätt ihop, som kallas donator respektive acceptor. När solljuset absorberas avger det energi till elektroner, så att de hamnar i ett så kallat exciterat tillstånd. För att solcellen ska fungera effektivt måste de exciterade elektronerna flytta sig till acceptormaterialet medan de motsvarande positiva laddningarna blir kvar i donatormaterialet. Laddningarna kan sen röra sig genom solcellen och energi alstras.
Huotian Zhang, postdoktor i Feng Gaos forskargrupp, är försteförfattare till studien publicerad i Nature Photonics. Han har undersökt över 100 olika materialkombinationer för att förstå hur fyllnadsfaktorn påverkar effektiviteten och hur den kan förbättras. Hans slutsats är att nyckeln till en effektivare solcell är att förlänga tiden som elektronen är exciterad.
– Genom att kombinera grundläggande fysik med ny materialteknologi visade vi att verkningsgraden påverkas av samspelet mellan det elektriska fältet och fotoexcitationen. Genom att förlänga livslängden hos det exciterade tillståndet kan en större del av det absorberade ljuset omvandlas till användbar ström, vilket förbättrar enhetens prestanda, säger Huotian Zhang.
Han fortsätter:
– Resultaten visar att organiska halvledare kan fungera lika bra som oorganiska halvledare i fotovoltaiska tillämpningar. Fynden är dessutom relevanta för andra halvledartillämpningar. Nästa steg är att addera maskininlärning för att påskynda materialupptäckten och optimering av solcellen, säger Huotian Zhang.
Studien är i huvudsak finansierad av Vetenskapsrådet, Göran Gustafsson priset samt via den svenska regeringens strategiska forskningsområde inom avancerade funktionella materiel (AFM) vid Linköpings universitet. Feng Gao är Wallenberg scholar.
| Dela |
 |
Tillbaka |
Svenskt Vatten presenterar rapporten Utmaningar när PFAS-haltigt vatten bereds till dricksvatten med jonbytarhartser.
Tolv förskolor i Norrköping har anpassats för att fungera bättre under varma sommardagar, efter att kommunen kartlagt både uppmätta temperaturer och hur värmen upplevs av personalen, rapporterar sverigesradio.se.
10-13 november är det dags för ExpoVA:s uppskattade turné i norra Sverige. De lyckliga orterna som får besök den här gången är i tur och ordning Luleå, Umeå, Örnsköldsvik och Sundsvall.
Fler och fler högstadieelever väljer ett yrkesprogram när de gör sitt gymnasieval. Jämfört med föregående läsår ökade andelen sökande till bland annat vvs- och fastighetsprogrammet, enligt Skolverkets statistik.
Billig fosfor från reningsverk lockar när gödselpriser stiger, men slam kan bära på PFAS, tungmetaller och läkemedelsrester. Nu anser fleramyndigheter att dagens regelverk är föråldrat och kan behöva skärpas. Lyssna på Vetenskapsradion.
Policylabb för urban vattenomställning, där kommuner, VA-organisationer, fastighetsaktörer och forskare tillsammans undersöker hur styrning, samverkan och planering kan bidra till en mer hållbar vattenanvändning i våra städer får sin bas i Lund.
Kostnaderna för fjärrvärme, el, vatten och avlopp fortsätter att öka kraftigt. I år har priserna totalt ökat med cirka 6,9 procent, mer än tio gånger inflationen, visar årets Nils Holgerssonrapport.
Åtta nya forskningsprojekt tilldelas närmare 38 miljoner kronor från Afa Försäkring för forskning inom arbetsmiljö och hälsa. Flera av projekten berör exponering för skadliga ämnen och luftburen smitta.
Försäljningen av värmepumpar under årets tredje kvartal 2026 utvecklades starkt. Efterfrågan stärktes inom alla segment och bekräftar den positiva marknadsutveckling som präglat värmepumpsbranschen under de senaste åren.
Bygginvesteringarna i bostäder, lokaler och anläggningar återhämtar sig. De ökar med sex procent under prognosperioden 2026-2027, enligt Byggföretagens nya konjunkturprognos.
