Grätzelsolceller etapp 1

Grätzelsolceller är s.k. kemiska eller molekylära solceller. Grätzelsolceller har potential att bli mycket billigare än dagens konventionella kiselsolceller eftersom de bygger på andra (och mindre) material och en helt annan tillverkningsprocess (se ”Grätzelsolceller, etapp 2” för en utförligare beskrivning). Projektet var är en sammanslagning av två tidigare projekt (Grätzelsolcellsforskning vid Ångström Solar Center vid Uppsala universitet och processutveckling vid IVF AB). Genom sammanslagningen och genom att inkludera två forskargrupper vid KTH för utveckling av nyckelkomponenter (färgämnen och elektrolyter) etablerades under 2005 en ny FoU-plattform i den internationella frontlinjen.

Verksamhetens övergripande mål är att ta fram en kostnadseffektiv Grätzelcellsteknologi för storskaliga energitillämpningar. Senast under 2008 ska möjligheterna att nå tillverkningskostnader på 1 euro eller lägre per watt toppeffekt ha demonstrerats.

Resultat
Alla de specifika mål som sattes upp för 2005 uppnåddes. Målen var att:

1. Definiera cellkoncept och processteknik som kan leda till tillverkningskostnader på 1 euro per watt. Utvecklingsverksamheten för 2006–2008 kommer att baseras på monolitiska glasbaserade moduler.

2. Skapa verktyg för att testa komponenter med avancerade preparerings- och analysmetoder (multiceller och tool-box). S.k. multiceller ger reproducerbara resultat och som bäst har man nått 6,8 procent verkningsgrad vid full solljusbelysning. Forskargruppen har en internationell tätposition vad det gäller att analysera kompletta solceller.

3. Ta fram nya färgämnen och elektrolyter som definierar inriktningen för den materialutveckling som ska bedrivas 2006–2008. För icke-flyktiga elektrolyter blir huvudspåret jonvätskor för vilka man har identifierat fyra inriktningar för att förbättra transportegenskaper och stabilitet. För färgämnen blir huvudspåren att utveckla ett par olika organiska färgämnesfamiljer. Gruppen behåller även verksamhet kring utveckling av ruteniumkomplex.

Inom projektet finns för närvarande ett patent som beskriver en teknik för att försegla monolitiska Grätzelsolceller.

Ett annat mål som uppnåtts under 2005 var att etablera den nya nationella forsknings- och utvecklingsplattformen ”Centrum för Molekylär Elektronik” vid KTH. Anders Hagfeldt är föreståndare för centret som består av fyra forskargrupper:

• Karaktärisering och nanomaterial, under ledning av Anders Hagfeldt och Gerrit Boschloo
• Elektrolytutveckling, under ledning av Lars Kloo
• Färgämnesutveckling, under ledning av Licheng Sun och Björn Åkermark
• Monolitiska multiceller och processutveckling, under ledning av Henrik Pettersson vid IVF AB

Centret har en styrelse som består av en blandning av personer med bred och gedigen erfarenhet inom grundforskning, industri och entreprenörskap. Energimyndigheten finns representerad i styrelsen.

Läs mer
Läs mer om projektet på www.moleculardevices.se.

Foto: Per Westergård