I forskarvärlden jobbar man intensivt med att hitta alternativa material, eftersom tillverkningen av kiselsolceller kräver hög temperatur och därmed är ganska energikrävande. Solceller av ett material med kristallstruktur liknande mineralet perovskit har visat stor potential de senaste tio åren.
– Man kan göra mycket tunnare solcellsskikt av perovskit och då behövs mycket mindre material, säger Tönu Pullerits.
Vill förstå egenskaperna
I sin grundforskning fokuserar Tönu Pullerits på att förstå egenskaperna hos perovskitmaterialet och hur man exempelvis kan tackla problemet med att det är så känsligt för fukt. Han vågar dock inte spekulera i om solceller av perovskit i framtiden skulle kunna ta över. En första tillämpning som enligt Tönu Pullerits är realistisk handlar om att lägga en perovskitfilm ovanpå kiselbaserade solceller för att på så sätt öka verkningsgraden. Sådana försök pågår på olika håll i världen.
En mer långsiktig och fantasieggande idé inom forskarvärlden är att med olika metoder försöka experimentera på kvantnivå för att få ut högre energieffekt ur solstrålarnas ljuspartiklar, det vill säga fotonerna. Trots att vissa fotoner är extra energirika och hade kunnat ge energi nog för att få loss två elektroner går det med dagens teknik bara att frigöra en elektron per foton. Däremot uppstår överflödig värmeenergi som en automatisk bieffekt.
Men om forskarna kunde hitta ett sätt att hålla den överflödiga värmeenergin nära elektronen och trixa med termodynamikens lagar skulle nya möjligheter skymtas, menar Tönu Pullerits. Värmeförlusten skulle då kunna lämnas tillbaka till elektronen som i sin tur kunde ge högre spänning och därmed ökad energieffektivitet. En alternativ metod vore att faktiskt försöka få loss två elektroner på en gång för att få ut dubbelt så mycket ström. I kvantfysikens värld är sådana trollkonster fullt rimliga teoretiskt sett.
Provat sig fram i blindo
Den stora frågan i nuläget är hur solcellsmaterialet ska designas på atomnivå för att göra sådana metoder möjliga. Än så länge har forskarvärlden provat sig fram i blindo, utan karta och kompass. Tönu Pullerits hoppas att hans egen forskning kan bidra.
– Vi har indikationer på att vissa egenskaper hos perovskit är av intresse i sammanhanget. Det finns fortfarande inget konkret realistiskt att ta på, men vår studie visar åtminstone en riktning, säger Tönu Pullerits.
