Ska optimera energifångande material för solceller

Forskares kunskaper om materiens inre är numera så bra att de med hjälp av datorer kan simulera vilka egenskaper ett material får. Wallenberg Academy Fellow Julia Wiktor ska utnyttja detta för att bättre förstå samspelet mellan exciterade elektroner och atomer i material för solceller. Målet är att optimera materialet så att det blir bättre på att omvandla solenergi till el.  

När solens strålar träffar det energifångande materialet i solceller, suger elektroner upp energi från ljuset. När de fylls av energi blir de rörliga och kan förflytta sig genom materialet, som en ström. I vissa material börjar dock de exciterade elektronerna att interagera med omgivande atomkärnor. De bildar ett slags komplex som kallas för polaron. Beroende på vilka egenskaper polaronen får, kan det vara både fördelaktigt och dåligt när solcellen ska omvandla solenergi till el. 

Att det bildas polaroner i solceller har forskare vetat länge, men det har varit mest kuriosa. Nu ska dr Julia Wiktor vid Chalmers tekniska högskola utforska polaronernas betydelse för solcellers funktion på ett mer systematiskt vis. Med hjälp av datormodeller av materiens inre ska hon simulera hur polaroner formas i olika slags material. Hon kommer att studera hela processen i en solcell: från det att en ljuspartikel träffar det energiabsorberande materialet tills att det skapas en spänning i nätet. Målet är att lära sig så mycket om polaroner att hon kan utnyttja deras positiva sidor för att optimera det energifångande materialet i solceller. 

Foto Patrik Lundin