Charlotte Platzer Björkman forskar vid Ångströmlaboratoriet på hur man kan ersätta mer sällsynta metaller med vanligare ämnen i tunnfilmssolceller. På så sätt kan de tillverkas mycket billigare. Än så länge är verkningsgraden ungefär hälften så stor som i traditionella tunnfilmssolceller, ungefär 10 procent i stället för 20.
– Jag tror att vi behöver komma upp i minst 15 procents verkningsgrad för att de ska vara kommersiellt intressanta, säger Charlotte Platzer Björkman, universitetslektor i fasta tillståndets elektronik.
Tunnfilmssolceller, som tagits fram i Ångströmlaboratoriets forskning, finns i dag som kommersiella tillämpningar på marknaden. Poängen med dem är att det verksamma materialet läggs i mycket tunnare skikt, vilket gör att det finns förutsättningar att göra dem mycket billigare än traditionella solceller av kisel.
Ett exempel där tunnfilmssolcellerna används i dag är Uppsalahems hus Frodeparken vid järnvägsstationen, där hela fasaden kläddes med solceller. Under 2014 producerade solcellerna på fasaden 72 600 kilowattimmar.
Skattereglerna gör dock att elen från solcellerna inte utnyttjas fullt ut i huset. 40 procent av den egenproducerade elen används för de tekniska installationerna i huset. Överskottet skänks i dag till elnätet. Och det gör det naturligtvis svårare att få ihop kalkylen för investeringen.
– Regelverket är en jättestor politisk fråga. I dag har vi ingen skatt på egenodlad potatis. Däremot så finns det ett lagförslag som innebär att de som har flera anläggningar kan få betala skatt på el som produceras för eget bruk, säger Charlotte Platzer Björkman.
Man skulle kunna tro att Sverige inte är någon idealisk plats för installationer av solceller. Men förutsättningarna är bättre än man skulle kunna tro. Ett genomsnittligt sydvinklat villatak på 50 kvadratmeter ger med 10 procents verkningsgrad i solcellerna ungefär 5 000 kilowattimmar på årsbasis, vilket är ungefär lika mycket som hushållselen i ett normalt hushåll.
Med de solceller som produceras i dag ligger kostnaden för elen som produceras kring en krona per kilowattimme i svenska förhållanden. Det gör att det blir lönsamt för den som använder solelen till sin egen konsumtion. Men skatter och andra regelverk gör att det är en rätt krånglig, och inte alltid lönsam, procedur att få betalt för el som man levererar in på nätet.
Ett bekymmer i elproduktionen är att elen måste produceras i samma stund som den används. Men både vindkraft och solkraft är väderberoende. Att ladda elbilens batterier är ett sätt att få en lagringseffekt i elkonsumtionen. I Sverige har vi annars vattenkraft som en storskalig energilagring, vilket blir en buffert att sätta in när väderberoende elproduktion faller bort. Men forskning pågår också om olika former av batterier och annat som mer direkt kan lagra den producerade elenergin.
För till exempel kyl-lager, där förbrukningen ökar med temperaturen, kan egenproducerad solenergi bli väldigt intressant. I många andra länder med mycket sol sammanfaller konsumtionen med solinstrålningen, vilket i kombination med ett högre elpris gör solenergin kommersiellt gångbar.
Forskningen vid Ångströmlaboratoriet har två huvudspår. Vid sidan av Charlotte Platzer Björkmans forskning om alternativa ämnen i solcellerna forskar man också om att att öka verkningsgraden i de tunnfilmssolceller som finns på marknaden i dag.