Effektivare solceller med singlettfission i självbyggande material

Forskningsprojekt, 2020 – 2022

Solenergi är ett nödvändigt inslag i en energiomställning från fossila till förnybara energislag. Dock lider dagens solenergilösningar av effektivitetsproblem. Bara en fraktion av den inkommande energin i form av ljus (fotoner) kan användas i dagens kiselbaserade solceller (ca 33%). Ljus med för hög och för låg energi går till spillo. För att ta tillvara överskottsenergin i det energirika ljuset föreslår vi i detta forskningsprogram att använda ett självbyggande material, baserat på molekylen OTHO, där en energirik foton omvandlas till två molekylära tillstånd med halva energin i en process som kallas singlettfission (SF). I OTHO-materialet ordnas de ljusabsorberande molekylerna för att ge maximal SF-effekt. Design och modifiering av materialet sker på molekylär nivå för önskade materialegenskaper och kan användas som add-on material i dagens solceller. OTHO molekylen är enkel att tillverka och är modifierbar vilket betyder att oändligt många varianter kan tillverkas för att uppnå en så bra prestanda som möjligt. Preliminärdata visar att vi kan tillverka ljusabsorberande OTHOs och spektroskopiska mätningar indikerar att de kan användas i SF. Idéerna är nya och oprövade och tekniken är vetenskapligt utmanande med potential att på ett enkelt och billigt sätt väsentligt öka verkningsgraden hos befintliga solceller.