De söker energin i solens osynliga svans

Hälften av solens energi finns i ”svansen”, de osynliga, infraröda strålarna som dagens solceller inte klarar av att fånga in. Nu startar ett djärvt forskningsprojekt vid Linköpings universitet med målet att exploatera denna glömda resurs.

– Vi vill pröva helt nya koncept, skapa nya tillstånd i solcellernas bandgap genom att tillföra olika kemikalier, men också termoelektriska celler som kan utnyttja värme, säger Xavier Crispin, professor i organisk elektronik, som leder ett femårigt forskningsprojekt finansierat av Knut & Alice Wallenbergs stiftelse med drygt 33 miljoner kronor.

”The Tail of the Sun” är ytterligare ett i en lång rad av projekt som stiftelsen finansierar åt Linköpings universitet. Magnus Berggren, en av sex medsökande LiU-professorer, är tänd på att än en gång ge sig in i obanad terräng.

– Det är ett projekt med hög risk. Ansökan är djärvt, nästan aggressivt skriven, säger han.

Det synliga ljuset har en våglängd mellan 100 och 800 nanometer. I det området fungerar dagens solceller. Däröver består strålningen av IR-Ijus och värme – i en graf får denna del formen av en avsmalnande svans. Det är den resursen forskarna vill komma åt.

Sedan ett par decennier har flera forskargrupper vid universitetet samlat på sig ett stort kunnande inom området organisk elektronik, där komponenterna är byggda av kolföreningar. Elektronerna fraktas genom ledande plast i stället för kisel. Fördelarna ligger bland annat i tillverkningskostnad och skalbarhet – organiska solceller kan framställas på rulle i tryckpress. Alla ingredienser finns i det elektroniska bläcket och slutprodukten kan monteras på stora tomma ytor som tak, fönster och fasader.

Nästa steg på den vägen är redan på gång. I projektet Power Paper, också det med pengar från Wallenbergsstiftelsen, bakas elektroniken in i papperet i stället för att tryckas på ytan.

I det forna industrilandskapet vid LiU Norrköping arbetar universitetsforskarna sida vid sida med kolleger på forskningsinstitutet Acreo. Tvärs över Strömmen ligger PEA, Printed Electronics Arena där man hoppas kunna tillverka komponenterna så småningom.

l labbet för organisk elektronik finns en stor mängd olika molekyler att starta med. Alla tänkbara koncept ska upp i luften. Först i projektets halvtid kan det bli läge att utse en vinnare. Blir det en ”rectenna”, en kombination av likriktare och antenn som förvandlar elektromagnetisk strålning till likströmsspänning, en ”ratchet” där strålningen flyttar elektroner steg för steg i samma riktning, eller kanske en termoelektrisk cell där en spänning alstras i gradienten mellan kyla och värme?

Det vet ingen idag. Men med varje procent av energin i solens svans som kan utnyttjas så minskar världens behov av fossila bränslen.

– Energifrågan är en viktig drivkraft i projektet, säger Xavier Crispin.

Övriga medsökande i projektet är professorerna Weimin Chen, Mats Fahlman, Olle Inganäs, Martijn Kemerink och Igor Zozoulenko.

I höstens anslagsomgång från Knut & Alice Wallenbergs stiftelse har ytterligare LiU-forskare varit lyckosamma. Ulf Helmersson, professor i tunnfilmsfysik, får ett fortsättningsanslag på 23 miljoner kronor för tre års forskning i projektet Designed Nanoparticles by Pulsed Plasma. Mer om detta projekt kan läsas i ett reportage på Wallenbergsstiftelsens hemsida.

Carl Johan Östgren, professor i allmänmedicin, är medsökande i projektet "SCAPIS", The Swedish Cardiopulmonary bioimage study, som beviljats en finansiering på med totalt 100 miljoner kronor. Huvudsökande är Lars Lind, Uppsala universitet.