Organiske solceller kan integreres i lette og fleksible tekstiler
Forskere og designere i Danmark, Tyskland og Holland er gået sammen om at integrere organiske solceller (OPV) direkte i lette, fleksible tekstiler, som kan bruges til at 'beklæde' bygninger.
Kan vi væve os ud af klimakrisen? Det er et oplagt spørgsmål, som forskningsprojektet SUNTEX har modtaget 2.13 millioner euro til at besvare. Projektet er et samarbejde, der forener modeverdenen med industrien og nogle af verdens førende forskere inden for organiske solceller i bestræbelserne på at integrere solceller i bygninger. Forskerne vil populært sagt pakke bygninger ind i tekstiler med integrerede solceller. Men hvordan skal det forstås? Kan vi se frem til at se højhus trukket i en islandsk uldsweater med rullekrave?
- Det er faktisk ikke helt forkert! Vi pakker i bund og grund bygninger ind i energiproducerende tekstiler. Tænk på det som en silkekjole til bygninger i stedet for en islandsk sweater - kun med den ekstra funktion, at den genererer elektricitet, forklarer den hollandske designer Pauline van Dongen, en af nøglepersonerne bag SUNTEX-projektet.
Hun har siden 2010 drevet Pauline van Dongen Studio, der har samarbejdet med virksomheder som Philips om at udvikle innovative designs, blandt andet lysende sportstøj. I 2018 blev Pauline van Dongen udpeget som en af Europas mest indflydelsesrige kvinder inden for teknologiområdet af Forbes, og i 2022 var hun med til at stifte Solar Biennale, et initiativ, der udforsker solenergiens rolle i design og samfund.
Med SUNTEX udforsker hun forbindelsen mellem solcelleteknologi og tekstildesign yderligere. Hun ser store perspektiver i projektet, bl.a. fordi, at organiske solceller i modsætning til traditionelle siliciumpaneler ikke indeholder skadelige kemikalier, og derudover er yderst fleksible og kan trykkes i enhver form.
- Vi kan generere energi via tekstilet og for eksempel drive bygningens belysning. Ved at integrere solpanelerne direkte i væveprocessen kan vi designe et materiale, der næsten er færdigt, når det kommer ud af vævemaskinen – kun de elektriske forbindelser mangler.
Men hvad er det, der gør teknologien unik i forhold til eksisterende solcelleteknologier?
- Der findes allerede virksomheder, der laminerer tyndfilms-solceller på eksisterende tekstiler. Vi ser flere udfordringer ved denne metode: For det første begrænser det materialets genanvendelighed og reparationsmuligheder betydeligt. Vi arbejder med et modulært system, hvor vi kan adskille tekstil, organiske fotovoltaiske celler (OPV) og kredsløb. Dette gør det muligt at reparere materialet og opgradere det med mere effektive OPV-paneler, når de bliver tilgængelige, siger Pauline van Dongen.
Solcelletekstiler er ikke en ny idé, men tidligere forsøg har kæmpet med effektivitet, holdbarhed og omkostninger. Organiske solceller er nemlig paradoksalt nok ikke særligt glade for hverken solens UV-stråler eller ilten omkring dem. Derfor har professor Morten Madsen fra Syddansk Universitet, der leder projektets videnskabelige udvikling, en række tekniske udfordringer, der skal overvindes.
- En af vores største udfordringer er at sikre, at solcellerne forbliver stabile og effektive over tid. Vi udvikler nye metoder til at indkapsle solcellerne, så de både holder længere og forbliver omkostningseffektive. Konkret vil vi undersøge nye solcellematerialer og konfigurationer der giver højt ydende solceller og moduler med tilstrækkelig levetid, forklarer Morten Madsen.
Morten Madsen, der til daglig er leder af CAPE (Centre for Advanced Photovoltaics and Thin-film Energy Devices) ved SDU, ser frem mod at arbejde imod anvendelser, hvor der også er krav til den mekaniske fleksibilitet og stabilitet.
- Det fører tilbage til materialegenskaberne og måden hvorpå vi indkapsler og 'pakker' solcellerne på, og det har indflydelse på netop solcellernes stabilitet under eksponering med UV-lys og forskelligt vejr. Her arbejderne vi med nogle nye, organiske lag i solcellen, der øger stabilitet, og forhåbentligt det kan åbne op for tilstrækkelig levetid under de forhold. Det er målet i projektet.
Projektet er netop skudt i gang og løber over 36 måneder. Udover Pauline van Dongen Innovations BV (PVDI) og Syddansk Universitet, så er Tentech BV, RWTH - Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Kettler Berufskleidung & Technische Textilien GmbH og Grafisk Maskinfabrik A/S også en del af projektet.
