ElanvÀndningen förutspÄs öka drastiskt de kommande Ären med utvecklingen av AI och omstÀllningen till elektrifierade transporter bland annat. För att förÀndringen inte ska driva pÄ klimatförÀndringarna behöver olika hÄllbara energikÀllor samverka.
Solenergi har lÀnge ansetts ha stor potential och solceller baserade pÄ kisel har funnits pÄ marknaden i över 30 Är. Men den första generationens kiselsolceller Àr i slutet av sin livscykel vilket har skapat ett ovÀntat problem.
â I dagslĂ€get finns det ingen effektiv teknik för att ta hand om avfallet frĂ„n kiselsolceller. DĂ€rför hamnar gamla solpaneler pĂ„ soptippen. Det blir stora berg med elektronikavfall som det inte gĂ„r att göra nĂ„got med. sĂ€ger Xun Xiao, postdok vid Institutionen för fysik, kemi och biologi, IFM, vid Linköpings universitet, LiU.
Feng Gao, professor i optoelektronik vid samma institution tillÀgger:
â Vi mĂ„ste ha Ă„tervinning i Ă„tanke redan nĂ€r vi utvecklar nya solcellstekniker. Vet vi inte hur vi ska Ă„tervinna tekniken innan vi sĂ€tter det pĂ„ marknaden ska vi inte sĂ€tta den pĂ„ marknaden alls.
Undvika fler sopberg
En av de mest lovande teknikerna för nÀsta generations solceller Àr gjorda av materialet perovskit. De Àr relativt billiga och enkla att tillverka men ocksÄ lÀtta, flexibla och genomskinliga. Egenskaperna gör att perovskitsolceller kan placeras pÄ mÄnga olika underlag, till och med pÄ fönster. Dessutom kan de omvandla upp emot 25 procent av solens energi till elektricitet vilket Àr jÀmförbart med dagens kiselsolceller.
â Det finns mĂ„nga företag som vill fĂ„ ut perovskitsolceller pĂ„ marknaden redan nu, men vi vill gĂ€rna undvika ett till sopberg. I det hĂ€r projektet vi utvecklat en metod dĂ€r alla delar gĂ„r att Ă„teranvĂ€nda i en ny perovskitsolcell utan att prestandan blir sĂ€mre i den nya, sĂ€ger Niansheng Xu, postdok vid IFM.
Med tanke pÄ att perovskitsolcellerna i nulÀget har en kortare livslÀngd Àn kiselsolceller Àr det viktigt att Ätervinningen av perovskitsolcellerna blir effektiv och miljövÀnlig. Perovskitsolceller innehÄller dessutom en liten mÀngd bly som Àr nödvÀndig för hög effekt men det stÀller ocksÄ stora krav pÄ en fungerade Ätervinningsprocess.
Utöver det finns Àven lagkrav i stora delar av vÀrlden pÄ att producenter ska samla in och Ätervinna uttjÀnta solceller pÄ ett hÄllbart sÀtt.
Vatten som lösningsmedel
Det finns redan idag metoder för att demontera perovskitsolceller. Vanligen anvÀnds ett Àmne som kallas dimetylformamid, en vanlig ingrediens i lösningsmedel för fÀrger. Det Àr giftigt, miljöfarligt och potentiellt cancerogent. Det Linköpingsforskarna nu gjort Àr att i stÀllet utveckla en teknik dÀr vatten gÄr att anvÀnda som lösningsmedel för demonteringen av det uttjÀnta perovskitmaterialet. Den största fördelen Àr att högkvalitativ perovskit gÄr att Ätervinna direkt frÄn vattenlösningen till en ny solcell.
â Vi kan ta vara pĂ„ allt â tĂ€ckglas, elektroder, perovskitlager och Ă€ven laddningstransportlagret, sĂ€ger Xun Xiao.
NÀsta steg för forskarna Àr att utveckla metoden sÄ att den fungerar i större skala i en industriell process. PÄ lÄng sikt tror de att perovskitsolceller kan spela en viktig roll för vÀrldens energiförsörjning nÀr omgivande infrastruktur och leveranskedjor gör det möjligt.
Studien finansierades av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability, Energimyndigheten samt via den svenska regeringens strategiska forskningsomrÄde inom avancerade funktionella materiel, AFM, vid Linköpings universitet. Forskarna Xun Xiao, Niansheng Xu och Feng Gao har ansökt om patent pÄ tekniken som beskrivs ovan.
Artikeln: Aqueous based recycling of perovskite photovoltaics, Xun Xiao, Niansheng Xu, Xueyu Tian, Tiankai Zhang, Bingzheng Wang, Xiaoming Wang, Yeming Xian, Chunyuan Lu, Xiangyu Ou, Yanfa Yan, Licheng Sun, Fengqi You, Feng Gao; Nature (2025) Publicerad online 12 februari 2025. Doi: 10.1038/s41586-024-08408-7
