Smakebiter fra solenergi-forskningen

«Research Center for Sustainable Solar Cell Technology», FME SUSOLTECH, samler de ledende forskningsmiljøene og en rekke av de mest sentrale selskapene i Norge. Her kommer enn oppdatering fra forskningssenteret.

Tekst: Erik Stensrud Marstein

I tillegg til Institutt for Energiteknikk (IFE), som er senterets vertsinstitusjon, er NBMU, NTNU, SINTEF, Universitetet i Agder og Universitetet i Oslo alle medlemmer. FME SUSOLTECH lyktes med å få finansiering fra Forskningsrådet tross i hard konkurranse, og kunne starte sin virksomhet i 2017.

Senteret har finansiering frem til 2025. I det følgende kommer smakebiter på forskningen i alle senterets fire hovedområder.

1. Bærekraftig silisiumproduksjon

Solkraftmarkedet er i dag komplett dominert (~95 %) av silisiumbaserte solcelleteknologier. Silisium er et svært lett tilgjengelig grunnstoff, men det må raffineres før det kan tas i bruk i for eksempel solceller. Norge har verdensledende ekspertise på raffinering av silisium. I FME SUSOLTECH er det første hovedområdet, også kalt arbeidspakken, knyttet til bærekraftig silisiumproduksjon.

Et spesielt fokus er bruken av resirkulerte materialer til bruk i nye solceller. Dette er et viktig tema for både forskningspartnerne og industripartnerne i senteret.

Selskapet REC Solar Norway har, med støtte av senterets forskere, lykkes med å bli det første, og foreløpig eneste selskapet i verden, som i industriell skala klarer å omdanne silisiumavfall fra andre deler av produksjonen til høyverdige silisiummaterialer som er gode nok til å bli brukt i de mest effektive solcellene.

Disse materialene har allerede verdens laveste karbonfotavtrykk. Dette kan få svært stor betydning i årene som kommer.

2. Silisiumwafere av høy kvalitet

Senterets andre arbeidspakke forsker frem ny kunnskap og teknologi for industriell fremstilling av silisiumwafere av høy kvalitet. Fokus har i de siste årene vært på monokrystallinsk silisium.

Denne teknologien har på grunn av en rekke kostnadsreduksjoner i løpet av de siste få årene tatt over den absolutt største andelen av verdensproduksjonen av wafere av silisium, selve grunnlaget for fremstillingen av silisiumbaserte solceller.

I denne omfangsrike arbeidspakken ser man blant annet på selve produksjonsprosessen, nye metoder for modellering og karakterisering av slike wafere, og på materialkvaliteten til de produserte waferene, samt effekten denne har på solcellenes effektivitet.

En av de nye metodene utviklet i FME SUSOLTECH, i samarbeid mellom flere av forskningspartnerne og bedriftene, muliggjør bestemmelser av mengden hydrogen i waferene. Dette er helt essensielt for å forstå og optimalisere flere av prosessene som brukes til fremstilling av solceller, men også for å forstå noen av feilmekanismene vi kan møte i solcelleanlegg i drift.

Dette arbeidet har vakt stor internasjonal oppmerksomhet og ledet til samarbeid med noen av verdens ledende forskningsmiljøer.

3. Høyeffektive solceller og solcellepaneler

Senterets tredje arbeidspakke ser på fremstilling av høyeffektive solceller og solcellepaneler. Et viktig tema som engasjerer flere av forskningspartnerne og bedriftene er bygningsintegrerte solceller, også kjent som BIPV. Dette er en teknologi under utvikling som er godt kjent for Glass & Fasade sine lesere.

I FME SUSOLTECH har vi utviklet nye metoder for å fremstille fargede solcellepaneler, i tillegg til metoder for å modellere fargen til disse solcellepanelene og effektiviteten disse kan oppnå. Senterets optikk- og solcelleeksperter har samarbeidet tett med senterets arkitekter for å få frem en begrenset palett av farger.

Ved å redusere mengden ulike produkter som må til tror vi det er mulig å få til større produksjonsvolumer og lavere kostnader. Paletten som er utviklet passer inn i bybildet i Trondheim. Det kommer stadig flere BIPV-anlegg i Norge, og flere bedrifter tar sikte på produksjon av slike solcellepaneler i Norge.

LES OGSÅ: Form, farge og tekstur på bygningsintegrerte solcellepaneler

4. Sluttbruk og bærekraft

I senterets fjerde og siste arbeidspakke er fokus på sluttbruk av solcelleanlegg i Norge og bærekraft. Blant de spennende forskningstemaene i denne arbeidspakken finner vi blant annet agri-PV, en fremvoksende løsning der man bygger solcelleanlegg som samtidig legger til rette for landbruk.

Vi finner også en aktivitet knyttet til utvikling av nye overvåkningsmetoder for solcelleanlegg basert på fotoluminescens som kan muliggjøre deteksjon av feil i solcelleanlegg i drift.

I tillegg er det en bred aktivitet knyttet til ytelse og degradasjon av solcelleanlegg i Norge. Denne aktiviteten nyttiggjør seg av senterpartnernes gode tilgang til data fra solcelleanlegg. Et viktig funn fra denne aktiviteten de siste årene har vært at solceller i Norge kan degradere saktere enn i andre deler av verden på grunn av vårt skånsomme klima.

LES OGSÅ: Degradasjon – slik måles forventet levetid for solcellepaneler

Betydningen av FME SUSOLTECH

I tillegg til å produsere store mengder forskningsresultater har forskningssenteret FME SUSOLTECH hatt viktig betydning av flere årsaker. En årsak er senterets betydelige utdanning. Senterets fire universitetspartnere har i godt samarbeid med øvrige senterpartnere stått for utdanning av et høyt antall masterstudenter og doktorgradskandidater.

Tilgang på kompetanse er allerede i dag et viktig hinder for mange bedrifter, og bidraget fra FME SUSOLTECH har vært svært viktig. Mange av kandidatene som har tatt sine oppgaver i senteret jobber i dag i ulike deler av solbransjen.

Senteret har også bidratt til å generere et svært stort antall nye prosjekter med industri og forskningspartnere innen de fleste temaene senteret adresserer. Dette har vært veldig viktig for å bygge et stadig større norsk fagmiljø i et felt av økende betydning for samfunnet.

Til sist har senteret bidratt til å opplyse samfunn og offentlig debatt om solkraft og mulighetene denne teknologien har for samfunn og industri, og blant annet utviklet et veikart for den norske solbransjen i samarbeid med Solenergiklyngen.

Senteret har fortsatt to år med finansiering igjen, og det vil komme flere spennende resultater!

Om forfatteren

Artikkelen er skrevet av Erik Stensrud Marstein, forskningssjef i solenergi ved Institutt for Energiteknikk (IFE). Professor II i solcelleteknologi ved Universitetet i Oslo. Direktør i FME SUSOLTECH (Research Center for Sustainable Solar Cell Technology), et forskningssenter som samler mange av de viktigste aktørene innen solcelleteknologi i Norge fra forskning og næring. Glass og Fasadeforeningen har siden oppstarten vært en av senterets viktige partnere. Som en del av samarbeidet formidler vi sentrale utviklingstrekk innen solenergi.

 

Siste innlegg

Foto av inngangsparti i Kristian Augustgate 13

EU krever energisparing i bygg

EUs nye «bygningsdirektiv» er strategiske verktøy som blant annet skal gi økt energieffektivitet, redusere klimagassutslippene, og fremme en mer bærekraftig byggebransje. Innføring av direktivet...