En viktig brikke i løsningen på klimaproblemene

Sintef-forsker Birgit Ryningen mener kjempefokus på solceller er nødvendig for å redusere verdens CO2-utslipp.

Publisert Sist oppdatert

Vi vet den er der, sola. Vi vet det er den som gjør livet på jorda mulig, og vi utvikler stadig nye måter å utnytte den på. Både fornybare og ikke-fornybare energikilder har sitt opphav hos denne glødende gasskulen. Energi hentet ut av vindkraft, vannkraft og til og med petroleum har en gang vært solstråler. Er det ikke da naturlig å se nærmere på selve kilden — og hente energien direkte derfra?

Strålende framtid

Birgit Ryningen er en av mange som forsker på dette, og har stor tro på framtidens solceller.

– Jeg håper og tror solceller vil bli en vanlig ting, slik oljen er i dag. I framtiden kan vi tenke «shit, vi kjørte bil, vi brant olje, tenk de gangene der!». Olje er også en ressurs for blant annet plast, også brenner vi den bare, sier hun.

Hun mener solpanel på taket burde være en selvfølge når man bygger hus. Å kun hente energi fra andre steder kan virke heller absurd - når kilden stort sett henger over hodet på oss. Det er ikke bare en framtidsvisjon for bygg i California, Sahara eller andre eksepsjonelt solfylte strøk, men også vanlige norske boliger.

– I Norge har vi en del diffust og reflektert lys. Det kan blant annet komme av en lav sol, solskinn gjennom skyer eller tåke, eller refleksjon av strålene fra snøen. Før trodde man ikke dette lyset kunne være effektivt nok, men med dagens solceller får man masse energi også av vanlig, norsk dagslys, sier hun.

Fakta

SOLCELLER:

• En solcelle er en halvleder somgjør sollys om til elektrisitet.

• Solstrålene skinner inn i halvlederen,og energien i strålene sparkeropp elektroner fra et valensbånd tilet ledningsbånd. Når man setter enspenning over kommer det ut strøm.

• Cirka 90 % av verdens solcellerer basert på halvlederen silisium.

• Innen silisium skiller manmellom multi- og monokrystallinskesolceller. Førstnevnte typeer billigst og krever minst energi åprodusere, mens sistnevnte er mereffektiv og har færre defekter ogurenheter i stoffet.

• Det er kun monokrystallinskesolceller som produseres i Norgei dag.

Fordelsfullt silisium

De silisumbaserte solcellepanelene vil kunne gjenvinnes når den tid kommer, de trenger nesten ikke vedlikehold (så lenge de ikke dekkes av for eksempel snø eller sand), er ikke giftige, består stort sett av lett tilgjengelige materialer og de funker.

– Silisium, som er hovedbestanddel i 90 prosent av verdens installerte solceller, hentes ut fra kvarts. Det er det mineralet det er nest mest av i jordskorpa, forteller Ryningen.

Til tross for stor tilgang på ressurser, finnes det likevel problemer.

– Den kvartsen vi bruker nå er den aller reneste og lettest tilgjengelige, men etterhvert vil det bli et problem med mer uren kvarts. Kostnadene av rensingen av stoffet vil da øke, men vi blir flinkere og flinkere på området. Det er et av problemene som holder på å løses, sier hun.

Fakta

EUS RAMMEPROGRAM:

• EUs rammeprogrammer for forskningog teknologisk utvikling erEU-finansierte forskningsprogrammerfor å støtte og oppfordretil forskning i Europa.

• Programmet deles inn i flere deler,og krever internasjonalt samarbeidmellom industrier og forskningsinstitusjonerinnad Europa.

• Sintef har sendt inn søknad innenCO2-reduserende teknologier, oghåper å få støtte til forskningen påmultikrystallinske solceller.

Forbedringspotensial

For solcelleforskningen har fortsatt en del å gå på. Å øke solcellenes effektivitet har alltid vært et viktig mål, men kostnadsreduksjon kan vise seg å være minst like viktig.

– Effektiviteten på cellene har blitt ganske høy. Målet nå, noe avhengig av konsept, er å få solceller til å bli et reellt alternativ for de store massene, og ikke bare land i solbeltet, sier hun. Det er mange måter å redusere kostnadene av solcellene, som angis i pris per utvunnet kilowatt. Da har man tatt hensyn til energi, penger, tid og materialer brukt, og delt det på mengden strøm som til slutt kommer ut. – En måte å redusere kostnadene på er å automatisere noen prosesser. Spesielt i Norge er manuell arbeidskraft dyrt, sier Ryningen.

99,9999 prosent rent materiale

Ved Sintef bidrar hun til denne kostnadsreduksjonen. Ikke ved automatisering, men ved å jobbe med måter å redusere kostnader på i produksjonsprosessen - og generelt forbedre danningen av cellene.

– Vi jobber med å forstå rensing, utstøping og danningen av defekter i både mono- og multikrystallinske solceller, kan hun fortelle. Til tross for silisiumens høye renhet, hele 99.9999999 prosent rent materiale, er rensing viktig. På veien til en faktisk solcelle må stoffet smeltes i en ovn for så å stivne — det forurenser. Den høye temperaturen, over 1400 grader, gjør også analysen vanskelig.

– Ved så høy temperatur er det vanskelig å se inn i ovnen hva som skjer. Selv når materialet størkner er det fortsatt varmt nok til at urenheter og feil i krystallstrukturen kan bevege seg. Det gjør det vanskelig å vite hva som har skjedd i størkningsfasen, og hva som har skjedd etterpå, sier hun.

Kan få støtte hos EU

Forståelse av hva som skjer i varmetrinnet er viktig for optimalisering av produksjonen. Sintef har søkt om støtte til denne forskningen i EUs rammeprogram.

– Sintef har sendt inn to søknader. Den ene kom ikke gjennom, men den andre har kommet til videre vurdering. Programmet har svært mange søkere, så det er ekstremt bra, sier Ryningen.

Får de støtten vil den gå til forskning på multikrystallinske solceller og kostnadsreduksjon.

– De norske produsentene av solceller får solgt alt de lager, de klarer ikke lage nok. Vårt problem er at prisen er presset ned, spesielt etter finanskrisen og Kinas inntreden i markedet. Om kostnadene reduseres går jeg ut fra at norske aktører også får profitt, forteller hun.

Kaster ballen til politikerne

Skal solcellepanel bli vanlig å se på norske tak er det ikke bare forskningen det står på. Politikken spiller også inn. Ryningen mener det satses for lite:

– Politikerne tenker mye på CO2-fangst og lignende, i stedet for å tenke nytt og se etter langsiktige løsninger. Man kan si de behandler symptomer i stedet for å løse problemer, sier hun.

I solcellene ligger det et stort potensial. Hun mener politiske tiltak kan føre til større økning i bruken av dem.

– Solceller må være lette å kjøpe, og installasjonen må ikke koste for mye. I dag er det litt tungvint, så det må et initiativ til - slik at folk kan begynne å se på solceller som vanlige og lønnsomme, sier hun.

At cellene er en del av løsningen på klimpaproblemene er hun ikke i tvil om.

— Vil man kutte CO2-utslipp må solceller være en del av løsningen. Vi er nødt til å ha kjempefokus på det, sier hun.