Solcellers teknikutveckling – så ser framtiden ut

Är man inte insatt i solcellers teknikutveckling är det lätt att få fel förväntningar på solceller.

Snabba teknikrevolutioner som med smartphones och platt-tv har gjort att många tror att all teknikutveckling sker snabbt och kan fortsätta så för evigt.

Men solceller är ingen smartphone. Det finns ingen vits med att vänta på ”nästa modell”.

För mekanik (såsom solpaneler) sker teknikutvecklingen evolutionärt. Inte via snabba teknikskiften. 

I den här artikeln berättar vi vad du kan förvänta dig av solcellers teknikutveckling den närmsta framtiden. Och varför det inte är värt att vänta på den.

Dagens solceller – kiselsolceller

Idag står kiselbaserade solpaneler för över 90 % av den globala marknaden.

Kiselsolceller har utvecklats sedan 50-talet. De senaste 10-15 åren har det hänt mycket både på teknikfronten och med prisbilden. Nya tekniska genombrott och effektiviserad produktion har gjort att solceller snabbt ökat i effektivitet och sjunkit i pris.

Föreställ dig att du börjar på ett nytt jobb. I början är din lärkurva brant och du blir snabbt vassare på dina arbetsuppgifter. Efter några år åker du på en omvälvande kurs som ger dig ny kompetens och höjer din effektivitet ännu mer.

Men efter ytterligare några år känner du att du börjar stagnera… du har gått alla kurser. Du har suttit i alla arbetsgrupper. Du kan inte utvecklas så mycket mer på din nuvarande arbetsplats…

Där är kiselsolceller idag. Det är en så mogen teknik att de tekniska framsteg som kan göras nu är små, med en begränsad påverkan på effektiviteten.

De kommersiellt tillgängliga panelerna med högst effektivitet (verkningsgrad) ligger strax över 22 % idag. Det innebär att de kan omvandla 22 % av solenergin till ström. I labbmiljö har man lyckats uppnå effektivitet om 26,8 % för kiselbaserade solpaneler.

En kiselsolcells teoretiska maxeffekt, utan att bryta mot fysikens lagar, är strax över 30 %. Den korta förklaringen är att solljus består av många olika våglängder och att kisel endast kan fånga en del av dem. Den långa förklaringen kan du läsa här. 

Paneler med kiselsolceller
Kiselsolceller har utvecklats i över 70 år och levererar nu nära sin maxeffekt

Du förlorar på att vänta på bättre kiselsolceller

Kiselbaserade solpaneler kan alltså inte bli så mycket mer effektiva än vad de redan är. Det kan och kommer att ske små förbättringar, som gradvis höjer effektiviteten. Men det rör sig om så små förändringar att de inte kommer göra några mirakel för din avkastning.

Enligt ITRPV, en rapport som samlar in data från solcellstillverkare världen över, kommer kiselsolceller komma upp i en effektivitet på 24 % de kommande 10 åren. Så kallade tandemsolceller (solceller där kisel kombineras med andra material) förväntas kunna nå en verkningsgrad på cirka 26 %.   

Väntar du på mycket bättre kiselsolceller väntar du alltså i onödan. De pengar du förlorar på höga elräkningar medan du väntar kommer vara en större kostnad än vad du tjänar in på någon grads högre effektivitet.

Dessutom är det inte bara effektiviteten du betalar för när du köper en solcellsanläggning. I runda slängar utgör mjuka kostnader, såsom personalkostnader, 35-40 % av den totala kostnaden för en installation.

Och mjuka kostnader går inte ner. Solcellsmontörers löner sjunker inte för att teknikutvecklingen går framåt. Utan ökar snarare i takt med inflationen. Därför riskerar din solcellsanläggning bli ännu dyrare om du väntar…

Framtidens solceller

Om kisel så gott som uppnått sin potential, vad har då framtiden att erbjuda när det gäller solcellers teknikutveckling? 

Ett sätt att komma förbi problemet med att kisel endast fångar en del av solljuset är att tillverka solceller med flera olika skikt. Varje skikt består då av olika material som fångar olika våglängder av solljus.

Flerskiktssolceller finns redan, men då de är upp till 100 gånger dyrare än vanliga solceller används de endast i vissa nischer, till exempel på satelliter, där utrymmet är begränsat men budgeten obegränsad… 

För att kunna kommersialisera en ny teknik behöver den ranka bra på följande tre parametrar:  

  • Kostnad
  • Effektivitet 
  • Livslängd 

Det kallas också för den gyllene triangeln.

Den teknik som troligast kan åstadkomma ett teknikskifte bort från kisel är perovskit, ett material med en liknande struktur som kisel men betydligt billigare. 

Låt oss jämföra perovskit och kiselbaserade solpaneler utifrån den gyllene triangeln. 

Jämförande diagram, perovskit och kisel

Det som gör perovskit intressant är kostnaden. Den är redan mindre än hälften jämfört med kiselbaserade solpaneler.

Effektiviteten är inte lika hög, men å andra sidan har kiselpaneler optimerats under många år för att nå den effektivitet de har idag. Det stora problemet med perovskit är livslängden – de har ingen…

Eller som MIT uttrycker det:

Over recent years, the usable lifetime of perovskite-based cells has gradually improved from minutes to months, but it still lags far behind the decades expected from silicon, the material currently used for virtually all commercial solar panels.

Den extremt korta livslängden gör att perovskit inte kommer att vara ett alternativ för oss vanliga villaägare inom den närmsta framtiden.

Data Bridge Market Research bedömer att marknaden för solpaneler av perovskit kommer att nå strax under 30 miljarder SEK 2027. Industry Research bedömer att den kommer omsätta strax under 25 miljarder SEK 2028

25-30 miljarder låter som mycket pengar för dig och mig, men det är faktiskt bara 1 % av vad den totala marknaden för solpaneler beräknas omsätta 2028. Det kommer alltså ta väldigt lång tid innan solceller av perovskit blir ett intressant alternativ för en svensk villaägare eller lantbrukare. 

Vänta inte på solcellers teknikutveckling…

Vill du inte vänta 10 år med solceller? Vill du ta dig ur beroendet av en elmarknad som spårat ur? Då finns det ingen poäng med att vänta på ny teknik.

För redan dagens kiselsolceller ger dig en årlig avkastning på 6-10 % med låg risk. I minst 30 år. Vi har svårt att se några goda skäl att tacka nej till den möjligheten…


Läs mer