I en nyligen publicerad studie i den ansedda tidskriften Nature har forskare vid Linköpings universitet utvecklat en banbrytande metod för att skapa återvinningsbara solceller på ett hållbart sätt – helt utan miljöfarliga lösningsmedel. Den nya tekniken, som använder vatten som lösningsmedel för att återvinna materialet perovskit, gör det möjligt att återanvända solceller gång på gång utan att förlora effektivitet.
Den återvunna perovskitsolcellen behåller samma effektivitet som den ursprungliga och kan direkt användas för att skapa nya solceller, vilket öppnar upp för en mer hållbar och långsiktig lösning på ett växande problem – solcellernas livscykel och avfall.
En hållbar lösning för framtidens energiutmaningar
Elanvändningen förväntas öka markant de kommande åren, i takt med utvecklingen av nya teknologier som artificiell intelligens och elektrifierade transporter. För att denna utveckling inte ska leda till större klimatpåverkan måste hållbara energikällor som solenergi spela en central roll.
Solceller har redan visat sig vara en lovande lösning, men när den första generationen kiselsolceller når slutet av sin livscykel uppstår ett problem – avfallet. Det finns idag ingen effektiv metod för att hantera de uttjänta kiselsolcellernas avfall, vilket leder till stora högar av elektronikavfall. Detta har lett till oro om hur framtidens solceller, som förväntas bli allt vanligare, ska hanteras när de når slutet av sin livslängd.
Perovskitsolceller: En revolutionerande lösning
Forskning pekar mot perovskitsolceller som nästa steg inom solcellstekniken. Dessa solceller är billigare, lättare, flexiblare och mer effektiva än de traditionella kiselsolcellerna, vilket gör dem till en idealisk lösning för framtidens energibehov. Dessutom kan perovskitsolceller installeras på en mängd olika underlag, inklusive fönster, vilket innebär att solenergi kan produceras där vi minst anar det.
Men medan fördelarna med perovskitmaterialet är uppenbara, har en stor utmaning varit hur man hanterar avfallet. Dessa solceller har en kortare livslängd än kiselsolceller, och deras återvinning har hittills varit en komplicerad och miljöfarlig process. Det är här Linköpings universitet kommer in i bilden med sin nya, innovativa lösning.
Vatten som lösningsmedel – en miljövänlig metod
Tidigare metoder för att demontera perovskitsolceller har använt giftiga lösningsmedel, som dimetylformamid, som inte bara är miljöfarliga utan också potentiellt cancerframkallande. Forskarna vid Linköpings universitet har nu utvecklat en metod där vatten används som lösningsmedel för att separera perovskitmaterialet från solcellen.
Den största fördelen med denna metod är att högkvalitativt perovskit kan återvinnas direkt från vattenlösningen och användas för att skapa nya solceller, vilket innebär att materialet kan återanvändas utan att förlora i effektivitet.
– “Vi kan återanvända alla delar av solcellen – från täckglas och elektroder till perovskitlagret och laddningstransportlagret,” säger Xun Xiao, postdoktor vid Linköpings universitet.
En framtid för hållbar energi
Det är ett stort framsteg för både solenergiindustrin och hållbarhet på en global nivå. Forskarna tror att denna nya teknik kan spela en avgörande roll för att göra solceller mer hållbara och bidra till att minska det växande problemet med elektronikavfall. Dessutom ställer många länder, inklusive Sverige, krav på att uttjänta solceller ska återvinnas på ett hållbart sätt, vilket gör denna lösning ännu mer relevant.
Nästa steg för forskarna är att utveckla metoden så att den fungerar i industriell skala. Om detta lyckas, kan perovskitsolceller bli en nyckelkomponent i världens framtida energiförsörjning, när omgivande infrastruktur och leveranskedjor är anpassade för att stödja produktionen och återvinningen av återvinningsbara solceller.
En viktig investering för framtiden
Forskarna vid Linköpings universitet har ansökt om patent på sin teknik, och med finansiering från bland annat Knut och Alice Wallenbergs stiftelse och Energimyndigheten hoppas de kunna göra perovskitsolceller till en verklighet på marknaden.
Även om vi inte ännu ser återvinningsbara solceller på marknaden, är denna forskning ett viktigt steg mot en framtid där solenergi är både mer effektiv och mer hållbar – och där vi har teknologin att återvinna de solceller vi använder, gång på gång
Läs även: Framtidens solcellsmaterial: Från kisel till perovskiter