Ultratynd teknologi i kamp mod klimakrisen

- Tyndfilmsteknologi kommer ikke til at bremse klimakrisen alene, men den er en vigtig del af den grønne omstilling. 

Sådan lyder det fra professor og centerleder Morten Madsen. I årevis har den 42-årige professor som frontmand for solcellegruppen ved SDU i Sønderborg været med til at levere banebrydende forskning inden for organiske solceller ved hjælp af tyndfilmsteknologi.

Tyndfilm baseret på metal oxid, hybride eller organiske materialer er i fokus, og energiteknologierne, som udvikles i Morten Madsens nye center, baserer sig på netop disse tyndfilm. Den ”tynde” del refererer til tykkelsen af materialet, der danner filmen, som kan være så tynd som 100 nanometer (1/10.000-del af en millimeter), afhængigt af type af tyndfilm. 

Udfordring med konventionelle solceller

Tyndfilm er vigtig i forbindelse med fremstillingen af fremtidens solceller. For selvom solenergi er ét af de hurtigst voksende markeder inden for den grønne omstilling, så udgør den blot fire procent af verdens samlede strømproduktion. Vi er stadig langt fra at overkomme klimakrisens udfordringer.  

Solenergi og grønne energiteknologier skal være endnu mere udbredte, men der er en udfordring med konventionelle solcelle-teknologier.

Selvom gængse solcellepaneler er effektive og holdbare og et godt alternativ til fossile brændsler, så indebærer materialerne og produktionen, at CO2-aftrykket er relativt højt, samtidigt med at de er begrænset i deres installationsmuligheder fx pga. rigide og ikke gennemsigtige paneler. Desuden skal prisen endnu længere ned.

Det er her, CAPE kommer ind i billedet. Organiske solceller er nemlig mere bæredygtige og kan designes i farve, fleksibilitet og også gennemsigtighed. Desuden kan de opskaleres vha. rulle-til-rulle processer som er meget omkostningseffektive. Det er netop de egenskaber som forskningen hos CAPE har fokus på, for at udbrede teknologien endnu mere. Og teknologien er ved at være moden med kommercielle paneler til rådighed i dag.

Parallelt med at de organiske solcellerne forbedres yderligere gennem forskning og udvikling mangler vi blot, at virksomheder investerer i og satser endnu mere på teknologien.

- Vi har opbygget stor erfaring og ekspertise indenfor området i forbindelse med udvikling af organiske solceller. Den ekspertise skal ikke blot skærpes yderligere, men også bredes ud til andre nye, teknologiske områder, så vi kan udfase fossil energi som kul, gas og olie, siger professor og centerleder Morten Madsen. 

- I den sammenhæng, så håber vi også på større synlighed i forbindelse med etableringen af CAPE. Det er nødvendigt at skærpe identiteten og give erhvervslivet og samarbejdspartnere en entydig kontaktflade, så vi kan få flere til at investere i teknologien, siger leder af NanoSYD og Mads Clausen Instituttet, professor Horst-Günter Rubahn og fortsætter:  

- Samtidig er gruppen med udgangspunkt i deres banebrydende forskning indenfor tyndfilmsteknologi kommet med i flere og flere nationale og internationale netværk og forsknings- og udviklingsprojekter, hvilket igen har ført til nye anvendelsesområder. 

Den grønne P2X-fødekæde  

Netop de nye anvendelsesområder er et vigtigt aspekt i etableringen af CAPE. På centret forsker de stadig i organiske solceller og opskaleringen af disse, men samarbejder også med virksomheder i forbindelse med andre grønne teknologier, såsom superkondensatorer og udvinding af grøn brint.

- De erfaringer, vi har gjort os i forbindelse med udvikling og forståelse af nye, materialer og tyndfilm, kan vi bygge videre på. Nogle af de processer, vi har brugt i udvikling af solceller, kan vi f.eks. også bruge til at spalte vand, så vi kan lave grøn brint, siger Morten Madsen.

Allerede på nuværende tidspunkt har CAPE projekter med virksomheder, hvor de hjælper med forskning og udvikling samt opskalering af superkondensatorer og teknologi til grøn brint.

- På sigt kan vi udvinde strøm med solcellerne og derefter enten lagre den i superkondensatorer eller lave strømmen om til grøn brint. På den måde passer teknologierne sammen og spiller direkte ind i Power-to-X. Vi har en dyb viden om materialerne og processerne, som er vigtig i denne sammenhæng, fortæller Morten Madsen.