Transparent solcell med stora möjligheter
Peafowl Solar Power är först i världen med att använda plasmoniska nanopartiklar som ljusabsorbenter. Uppsalabolaget har utvecklat transparenta, utskrivningsbara solceller som kan integreras i befintliga byggnader och kan därigenom både bidra till energibesparing och lokal energiförsörjning.
Jacinto Sá, professor i kemi på Uppsala Universitet, har i snart tio års tid forskat på plasmoniska material. Plasmonik är en slags resonans som uppstår när nanopartiklar i en metall träffas av ljus. Ett moln av elektroner sätts i rörelse och skapar energi. Tekniken är gammal men det finns fortfarande kunskapsluckor när det kommer till användning i solceller. 2013 fick Jacinto Sá något av ett forskningsgenombrott när han upptäckte att plasmoniska material kan generera negativa laddningar, och att man kan utvinna positiva laddningar. Därmed skulle det gå att tillverka solceller i materialen. Styrkan ligger också i att kunna justera till valfri färg och transparens.
– Med hjälp av de genomskinliga solcellerna skulle man kunna fördela kraften dit den behövs och på så sätt spara stora mängder energi, säger Jacinto Sá.
Tillsammans med frun Cristina Paun, även hon kemist, sökte de patent på tekniken och startade bolaget Peafowl Solar Power med målet att kommersialisera effektiva plasmoniska solceller, utan att kompromissa med utseendet.
Konventionella solceller är gjorda av kisel, vilket gör att de är svarta. De behöver också mer ljus, helst vinkelrätt mot solcellen, för att fungera. Peafowl Solar Power har utvecklat en solcell som baseras på nanopartiklar och deras kapacitet att absorbera mer ljus än något annat material. Detta gör att väldigt lite material behövs och gör det möjligt att utveckla solceller som är helt transparenta och färglösa, en fördel utifrån ett estetiskt perspektiv, menar Jacinto Sá. Solcellen går också att montera i princip överallt och öppnar upp för applikationer för såväl IoT-produkter och sensorer som smarta glas.
Glas med inbyggda sensorer
Fastigheter har höga kostnader och ungefär 80 procent kommer från energi och underhåll. Att digitalisera fastigheter skulle kunna minska energiförbrukningen med upp till 50–60 procent, menar Cristina Paun. Med deras teknik vill Peafowl Solar Power bidra till en snabbare digitalisering av fastigheter genom implementering av smart teknik, så som dynamiska fönster och inomhussensorer.
Företaget arbetar just nu med ett projekt för att ta fram en prototyp och produktionsmetod för smarta fönsterglas med solceller och inbyggda sensorer. Med dynamiska fönster går det att reglera inomhustemperaturen genom att skifta toningen på fönstren för att släppa in mer eller mindre solljus och värme. Det sparar energiåtgång för uppvärmning eller nedkylning inomhus. Dynamiska fönster installeras dock för det mesta med kabel för strömförsörjning, vilket är både dyrt och tidskrävande och försvårar eftermontering.
– Om man istället skulle förse dynamiska fönster med våra helt transparenta solceller skulle de kunna få tillräckligt med ström för att bli självförsörjande. Detta skulle spara kostnader för kabel, installation och underhåll samt möjliggöra eftermontering när fastigheter ska renoveras och bli smartare, säger Cristina Paun.
De inbäddade sensorerna ger information som används för att ytterligare optimera byggnadens klimatstyrning, halvera energiförbrukningen för uppvärmning, nedkylning och ventilation, jämfört med en konventionellt reglerad byggnad med vanliga fönster. Det bidrar också till ett mer behagligt inomhusklimat.
Peafowl Solar Power har bland annat samarbetat med Uppsalabolaget ChromoGenics vars fönster reglerar genomsläpp av värme och ljus. Kombinationen av dynamiskt glas och solceller eliminerar behovet av extern strömförsörjning vilket sänker installationskostnaderna och ökar flexibiliteten för var fönstren kan placeras. Ett annat projekt har genomförts tillsammans med Akademiska Hus på Green Innovation Park i Uppsala där Peafowl Solar Powers genomskinliga solceller testats för att driva sensorer i inomhusmiljöer.
Vikten av innovation
Innovationen har rönt uppmärksamhet sedan bolaget startades för tre år sedan. Peafowl Solar Power har vunnit det regionala innovationspriset SKAPA-priset och utsågs nyligen, tillsammans med Enjay, till vinnare i innovationstävlingen Startup 4 Climate. Viljan och möjligheten att göra ny teknik kommersiellt tillgänglig är drivkraften bakom Jacinto Sás och Cristina Pauns arbete. De framhåller vikten av nya innovationer som en del i omställningen till digitaliserade, energieffektiva och hållbara fastigheter.
– Vår teknik utvecklas med tanke på klimatpåverkan i allt ifrån vilka material vi använder till en energisnål tillverkningsprocess med bläckstråleskrivare och hela vägen till vår distributionsmodell. Många av de nya företagen på marknaden tar sig an flera av de 17 Globala målen för hållbar utveckling. Många nya förslag och lösningar har också ett bredare och längre perspektiv för att inte bara bli en kortsiktig lösning utan även hållbar för kommande generationer.
En stor möjlighet när det gäller att ställa om det befintliga beståndet till mer energieffektiva byggnader är att använda den teknik som finns, menar de.
– Denna möjlighet är ännu inte är fullt utnyttjad och kommer att kräva att olika aktörer samverkar. Utmaningen ligger i att integrera tekniken och skapa helhetslösningar som är kompatibla med varandra och med befintliga installationer så att användargränssnittet gentemot fastighetsskötare och ägare blir enkelt och överskådligt. De olika intressenterna är idag fragmenterade och en utmaning är att ta fram lösningar som kan visa på fördelar för varje enskild intressent.
