Solpanelene våre kan være bygget på en mindre smart måte enn vi har trodd.
I flere tiår har forskere undersøkt hvilke materialegenskaper som gjør det mulig å produsere og transportere energi mest effektivt. Nå peker en ny studie på en uventet løsning som kan få betydning for hvordan fremtidens solcelleteknologi utvikles.
Samtidig som verden opplever uro i energimarkedene, blir fornybar energi stadig viktigere. Ifølge anslag fra Det internasjonale energibyrået kan det globale oljemarkedet gå mot et overskudd innen 2026. Likevel skaper geopolitikk, særlig rundt Midtøsten, fortsatt usikkerhet knyttet til forsyning og transport.
En stor del av verdens oljeflyt går gjennom Hormuzstredet, og angrep mot tankskip har tidligere bidratt til økt frykt for leveranseproblemer. Dette har ført til at flere land har bygd opp og tatt i bruk strategiske oljelagre for å dempe risikoen ved avbrudd i importen.
Mens olje og geopolitikk preger overskriftene, skjer det også raske teknologiske framskritt innen fornybar energi. Forskere jobber med alt fra nye solcelleløsninger til mer fleksible energisystemer. Et av de mest interessante sporene handler om å utnytte mer av energien som ellers går tapt.
Den aktuelle studien, publisert i Nature Communications, beskriver hvordan forskere klarte å kombinere to typer krystallmaterialer som vanligvis ikke lar seg forene. Ved å tvinge dem sammen oppnådde de en struktur der elektrisk ladning og varme kan håndteres på nye måter.
Det ene materialet er Fe₂VAl, en jernbasert legering som kan lede elektrisitet effektivt. Utfordringen er at materialet ofte mister ytelse når det blir for varmt, noe som er et kjent problem i mange energisystemer der varme bygger seg opp.
Det andre materialet er BiSb, omtalt som et «topologisk isolerende» materiale. Slike materialer kan i praksis bidra til å blokkere eller styre varmestrøm bedre, samtidig som enkelte elektriske egenskaper kan opprettholdes.
Forskerne beskriver at de ved å lage en kompositt der disse materialene møtes i et nettverk av korngrenser, kan påvirke hvordan varme og elektroner beveger seg. Poenget er ikke bare å produsere strøm, men å redusere tapet som oppstår når energi forsvinner som overskuddsvarme.
For solceller er dette spesielt relevant. En betydelig del av energien solpaneler fanger opp, ender som «spillvarme», noe som både kan redusere effektiviteten og påvirke stabiliteten over tid. Dersom varme kan håndteres bedre, kan solceller i teorien hente ut mer nyttig energi fra samme mengde sollys.
Studien antyder derfor en mulig vei mot solcelleløsninger som utnytter energien mer fullstendig, ved at varme ikke bare ses som et problem, men som en ressurs som kan kontrolleres og potensielt omgjøres mer effektivt.
Det gjenstår likevel før slike materialkombinasjoner kan tas i bruk i kommersielle solpaneler. Funnene må testes videre, skaleres og vurderes opp mot kostnad, produksjonsmetoder og holdbarhet. Men forskningen gir et tydelig signal: dersom man klarer å redusere varmetapet, kan neste generasjon solceller bli både mer effektiv og mer stabil.
