Natalie Holmes, doktor i organisk elektronik vid University of Newcastle i Australien, tillbringar just nu två månader på Karlstads universitet som gästforskare. Målet är att i samarbete med forskare på Karlstads universitet publicera en artikel om nya, mer miljövänliga lösningsmedel för tillverkning av polymera solceller.
- Jag kom hit till Karlstads universitet i början av maj och har ett tydligt mål att uppnå innan jag i slutet av juni reser hem igen till Australien, säger Natalie Holmes. Här på Karlstads universitet bedrivs den forskning om organiska solceller, som stämmer väl överens med mitt forskningsintresse, vilket även omfattar sensorteknik baserad på organisk elektronik. Min doktorandutbildning vid University of Newcastle finansierades av Australian Renewable Energy Agency, och det var då jag kom i kontakt med detta forskningsområde.
Målet är förmånliga och effektiva solceller
Forskningen fokuserar för närvarande på solceller baserade på halvledande polymerer, en speciell grupp av polymerer som kan absorbera ljus och leda ström. Polymerbaserade solceller är flexibla, lätta och kan tillverkas genom vanliga tryckmetoder. De senaste åren har även rekordverkningsgraden för polymersolceller i världen ökat markant och teknologin närmar sig kommersialiseringsstadiet. Solcellsforskningen vid Karlstads universitet har som övergripande mål att förbättra polymersolcellens stabilitet samt att öka verkningsgraden genom en ökad förståelse av hur molekylerna fördelar sig i det fotoaktiva skiktet.
De elektroniska komponenterna byggs genom att lösa molekyler i ett lösningsmedel, sprida ut lösningen i ett tunt lager och låta det torka. Solceller, tv-skärmar baserade på organiska lysdioder (OLED-teknologi) och sensorer är exempel på organisk elektronik som kan framställas från en lösning. De vanliga lösningsmedlen är klorerade, och vår forskning har nu lett till mer miljövänliga alternativ. Polymera solceller har en rad goda egenskaper. De kan göras väldigt tunna och de består av mjuka material, så de kan böjas utan att gå sönder. Detta ger möjligheten att använda polymera solceller i tillämpningar där traditionella solceller inte kan användas.
- Detta är andra gången jag är här som gästforskare, säger Natalie Holmes. Jag var här 2015 i tre månader, efter att ha träffat professor Ellen Moons på en forskningsstråltid vid synkotronanläggningen Advanced Light Source i Berkeley, Kalifornien USA.
Studier av molekylernas hemlig liv
För solcellsforskningen är tillgång till synkotronanläggnigar mycket viktig för att studera nanostrukturen i polymerskikten. Det tunna skiktets struktur är avgörande för materialets funktion och elektronikens prestanda. Små förändringar i strukturen kan leda till dramatiska förbättringar eller försämringar av prestanda hos solceller, organiska lysdioder eller sensorer. Vid MAXIV i Lund finns idag en av världens ljusstarkaste synkotronanläggning vilken används regelbundet av forskare vid Karlstads universitet. Där sker nu en utbyggnad och inom kort har man även vid MAXIV en liknande anläggning som den i Kalifornien.
- Min samverkan med Karlstads universitet har pågått några år nu och jag söker även medel för en fortsättning. Om allt går väl kommer jag tillbaka till Karlstad igen och då förhoppningsvis för en längre period, säger Natalie Holmes.
