Utveckling av smarta solcellsfönster

I vanliga fönster strålar solljus in, men solen medför också uppvärmning av byggnader. För att få bort denna värme sommartid inomhus blir det allt vanligare med luftkonditionering.

– Att då ta fram ett fönster som tar bort stora delar av värmen, har bra ljusinsläpp och dessutom producerar el innebär många fördelar, säger Stefan Karlsson, forskare vid RISE Glas och den som leder detta projekt.

I projektet deltar även forskare på KTH och Uppsala universitet samt representanter från det svenska bolaget ChromoGenics, som utvecklar och tillverkar smarta fönster.
I projektet kommer de att utveckla och demonstrera ett nytt koncept för ett smart solcellsfönster baserat på kvantprickar. Dessa prickar ligger i den yttersta delen av fönsterglaset, vilka tar upp delar av solljuset och sprider det till sidorna i fönstret där det sitter solceller som då omvandlar ljus till el. Konceptet kallas luminescerande solkoncentratorer.

Tekniken uppfanns på 1950-talet, men man har inte kommit så långt sedan dess vilket beror på att det har varit dyra tillverkningsprocesser. Nu har en grupp på KTH sett att man kan använda kisel som kvantprickar och utvecklat en metod för att tillverka dessa fönster på ett billigt sätt.

– En grupp på Uppsala universitet forskar på beläggningar till smarta fönster och har tagit fram en beläggning så att solcellsfönstret kan bli än effektivare, när det är mycket solljus, men att det också släpper igenom ljuset när det inte är så mycket solljus, säger Stefan Karlsson och fortsätter:

–Det finns idag en passiv teknik som tar bort solljuset men som samtidigt alltid är i tonat tillstånd vilket gör att det stänger ute ljus och då missar man ju lite poängen med att ha fönstret.

I detta projekt ska man testa och optimera fönstret. Det finns sedan tidigare en prototyp på 20 x 20 cm och nu ska man testa en ny prototyp på 30 x 30 cm. Det görs genom att optimera skikten i ett treglasfönster för att uppnå så god energieffektivitet, solenergiomvandling och färgneutralitet som möjligt. Fönstret kommer sedan att testas i RISE:s testanläggningar. Där ska de undersöka hur effektivt fönstret är, men också hur ljusgenomsläppligheten varierar utifrån ljusintensiteten. Målet är att få fram ett effektivt fönster både vad gäller att skörda energi och variabel ljusgenomsläpplighet.

– Jag hoppas att något företag därefter vill ta tekniken vidare och satsa på det kommersiellt. Det är alltid den svåra biten att gå från forskning och labb till att få en produkt på marknaden.

– Vi ser samtidigt att det finns ett allt större intresse för smarta fönster som kan minska behovet av luftkonditionering. Att vi i det här fönsterkonceptet dessutom kan producera el från solljuset gör det riktigt intressant, avslutar Stefan Karlsson.

Text: Ann-Sofie Borglund

Projektpresentation

Film om projektet
Den 12 april 2024 presenterades projektet i en film under E2B2s Effektarena. Se den nedan.

Du hittar också hela inspelningen från Effektarenan här!