Hvor effektive er solceller

Det er flere grunner som taler for at Norge bør satse mer på solenergi, deriblant god tilgang på sol, og viktig rolle som silisiumprodusent.

All energi på jorda er basert på solstråler, og solen øser ut mangfoldige tusener mer energi enn vi forbruker. Likevel dekker solkraft foreløpig en forsvinnende liten del av kraftbehovet i verden, og dette er tilfellet også i Norge.

- En av grunnene til at Norges satsing på solenergi er såpass begrenset henger nok sammen med at vi har hatt så god tilgang på andre energikilder, som vannkraft og olje, sier forsker ved Institutt for matematiske realfag og teknologi på UMB, Ingunn Burud.

Hyperspektralt kamera er et nyttig verkty for  finne ut om en solcelle har god yteevne eller ei. Her fotograferer UMB-forsker Ingunn Burud en silisiumskive
Hyperspektralt kamera er et nyttig verkty for finne ut om en solcelle har god yteevne eller ei. Her fotograferer UMB-forsker Ingunn Burud en silisiumskive Photo: Andreas Fl

Gode forutsetninger

- I tillegg er mange av den oppfatningen at vi ikke har nok sol her i landet, men målinger her på Ås viser at vi nesten har like mye som i Tyskland, verdens solenergi-supermakt. Grunnen til at vi kan si dette er at solstrålene måles kontinuerlig ved det som er en av Norges eldste værmålestasjoner, etablert i 1896. På Ås ligger solinnstrålingen per år på over 900 KWh per kvadratmeter. Til sammenlikning har Tyskland, 1000-1200 KWh per kvadratmeter, sier forsker Arne Auen Grimnes.

- En annen side som tilsier at Norge bør satse større på solenergi, er at vi er en av verdens største produsenter av silisium, som er laget av kvartsstein. Silisium er en av de viktigste bestanddelene i solceller, legger Ingunn Burud til.

Kvalitetssjekk

Et av feltene det forskes på ved UMB er solcellepanelets yteevne. Målet er å utvikle en enkel og rask metode for å kvalitetssjekke yteevnen i silisiumframstillingen. Mer effektive solcellepaneler vil kunne bidra til at en overgang til solenergi blir enda mer attraktiv.

- Vi skal finne ut hvor på solcellene det er høy og lav effektivitet, hvilke områder som er gode og dårlige slik at de kan behandles ulikt. Krystallene i en solcelle dannes når råmetallet, silisium, smeltes om på fabrikken. I denne prosessen kan det oppstå spenninger i krystallen, samt at metallurenheter legger seg i korngrensene til krystallen. Disse effektene vil redusere effektiviteten på den ferdige solcellen og det er derfor viktig å kartlegge de så tidlig som mulig i framstillingsprosessen, forklarer Burud.

Fotoluminesens

- Når vi ser på effektiviteten i solcellepanelet ved å kartlegge krystallfeil i silisiumskiver, er det ikke mulig å gjøre dette med det blotte øye, men når vi belyser silisiumskiva med et sterkt laserlys, vil noen av krystallfeilene stråle ut lys. Dette kalles fotoluminesens. Det er fordi elektronene i silisiumskiva først får ekstra energi av laserlyset. Når de så går tilbake til sitt opprinnelige energinivå, sender de ut lys på forskjellige bølgelengder. Dette lyset er usynlig for oss, sier Burud, og legger til:

- Vi bruker derfor et såkalt hyperspektralt kamera som er følsomt i det nær infrarøde bølgelengdeområdet. 

Hyperspektralt kamera har stått for en betydelig forbedring av identifiseringen og klassifiseringen av en mengde ting, alt fra bilder tatt på Mars til matvareindustri.

Flere hundre fargebånd

Mens et vanlig fargekamera kan se primærfarger, opererer et hyperspektralt kamera med opptil flere hundre fargebånd og vi får derfor full spektralinformasjon i hvert punkt i bildet. Det som i utgangspunktet ser ut som en grå overflate framstår i forskjellige farger på bildene tatt med dette kameraet. Den utvidete fargeinformasjonen fra det hyperspektrale kameraet gjør det mulig å få øye på ting som det ellers ikke ville vært mulig å oppdage.

- Hyperspektralt kamera, brukt i forskning på solceller, har gjort at vi er i stand til å kunne samarbeide med store internasjonale solcelleprodusenter. Vi håper at vi med dette kan bidra til en utvikling mot en framtid med mindre avhengighet av fossile energikilder, avslutter Ingunn Burud.

Solcellegruppa ved Institutt for matematiske realfag og teknologi. Gruppa bestr av forskere og ingenirer og her er de avbildet utenfor instituttet foran solcellepaneler.
Solcellegruppa ved Institutt for matematiske realfag og teknologi. Gruppa bestr av forskere og ingenirer og her er de avbildet utenfor instituttet foran solcellepaneler. Photo: UMB

Referanse:
VVS aktuelt Nr. 6 2013. 25. Årgang.

Published 8. April 2014 - 14:30 - Updated 23. mai 2017 - 19:32