Fotograf: Privat

Han tar fram framtidens solceller – som funkar både inomhus och i regn

Svenske Daniel Högberg forskar fram framtidens solceller på ett labb i Tokyo.

Solteknik är stekhett. Världsmarknaden växer och priserna faller. För att på allvar kunna konkurrera ut dagens fossila källor satsar forskarna på att få ned kostnaderna, öka verkningsgraden och göra dem miljövänligare. 

En av dem som arbetar på att ta fram nästa generations solceller är Daniel Högberg. Sedan fem år tillbaka forskar han på en sort som kombinerar befintlig teknik med flytande kristaller, alltså sådana som finns i bland annat lcd-skärmar. Ett patent är taget, en artikel är publicerad och två nya är på gång. 

"Vi skulle bara behöva använda en bråkdel av den energi som solen slungar mot oss för att försörja hela jorden. Solceller är det som kan lösa energiproblemen i framtiden för solen är den största förnyelsebara energikällan vi har", förklarar Daniel Högberg när VA träffar honom i Tokyo. 

Faktaruta

Namn: Daniel Högberg. Ålder: 28.

Från: Stockholm, bor i dag i Tokyo.

Utbildning: 2007-2013 civilingenjörsexamen vid KTH. 2014 doktorerar i kemi och materialvetenskap för förnyelsebar energi på Tokyo University.

Solcellerna han utvecklar som ett led i sin doktorsexamen har flera spännande egenskaper som skulle kunna kommersialiseras. De har potential att bli billiga, miljövänliga och leverera energi effektivt även vid inomhusljus. 

De är en variant av så kallade Grätzelsolceller och fungerar som en sorts elektrokemiska batterier snarare än vanliga solceller. Labbet på Tokyo University delar han med trettio japaner och det drivs av Takashi Kato, en av världens ledande auktoriteter på just flytande kristaller. 

Men det finns några problem som behöver övervinnas om solceller på allvar ska utmana de fossila bränslena. 

Ett av dem är att kol är för billigt jämfört med solenergi. I dag dominerar kiselsolceller och tunnfilmssolceller på marknaden. Men komponenterna i Grätzelsolceller är mycket billigare och dessutom behöver man inte använda lika mycket energi i tillverkningsprocessen. Det innebär att slutpriset skulle kunna bli väldigt lågt. 

Än så länge är kisel- och tunnfilmsceller dock mer effektiva för storskalig energiproduktion. 

Men Grätzelsolcellerna har flera intressanta egenskaper som gör att de redan i dag används för konsumentelektronik. De kan vara både genomskinliga eller ha färger och mönster på sig. Det ger stora designmöjligheter. Lägg till det att de är billiga, lätta och går att återvinna. I dag används de till exempel för att ladda mobiltelefoner och laptoppar. Det svenska bolaget Exeger har lokaler på KTH och är nära en kommersialisering av sina Grätzelceller. 

Daniel Högbergs solceller är en variant av Grätzelcellerna. De använder flytande kristaller som har en geléliknande konsistens och ligger mitt emellan vätskor och fasta material. Vanliga Grätzelsolceller innehåller vätskor vilket innebär en risk för läckage. 

En intressant egenskap, som gäller alla celler av den här sorten, är att de har bättre effektivitet i diffust ljus, alltså i molnigt väder, eller inomhusljus, än kiselceller som funkar bäst i starkt solljus. Grätzelceller tar effektivt upp lampljus vilket innebär att man kan "återvinna" en del av ljuset i en lägenhet. Enligt Daniel Högberg finns det studier som visar att om man tittar på hur Grätzelsolcellerna absorberar energi över hela dygnet så blir i skillnaden i verkningsgrad jämfört med kiselceller mycket mindre än om man tittar när solen lyser som starkast. 

Dessutom har Daniel Högbergs celler en märklig fördel jämfört med vätskebaserade celler. Vanligtvis minskar verkningsgraden i takt med att värmen stiger, men här är det tvärtom. Den ökar. Över sjuttio graders värme hade hans solceller till och med högre verkningsgrad. Det kan vara en fördel i varma länder. 

Men det är långt kvar till kommersialisering av hans celler. 

"Verkningsgraden har ökat från 2,7 procent till 6,1 procent de senaste åren. Skillnaden i kostnadseffektivitet är enorm per procentenhet. Men de skulle behöva komma upp i åtminstone 10 procent", konstaterar han. 

Enligt Daniel Högberg, som tog en civilingenjörsexamen vid KTH i Stockholm, är affärstänket mindre utvecklat i Japan. Trots att det är Japans mest prestigefyllda universitet finns det inte riktigt någon inkubator på Tokyo University som kan hjälpa forskarna att bygga företag kring sina idéer. Däremot finns det ett stort fokus på att allt nytt ska patenteras av universitetet. 

Jämfört med svenska labb är det japanska labbet mer hierarkiskt och arbetsdagarna längre. Arbetstiderna är japanska. Tolv timmar per dag är mer regel än undantag, men på helgerna blir det något färre timmar. Att studenterna sover på sin plats eller under en föreläsning är vanligt. Att en professor sover är inte helt ovanligt. 

Men han trivs bra.

"Det är mycket friare än i ett svenskt labb. Jag har nästan ingen handledning utan får jobba själv och läsa massor av artiklar. Man får fråga kolleger om hjälp, man blir inte direkt curlad."


Med vårt NYHETSBREV missar du inget viktigt!

Kalendarium

För dig som prenumerant