Solen är en obegränsad källa till ren och förnyelsebar energi. Men ett problem med dagens kiselbaserade solcellslösningar är att det krävs mycket energi för att tillverka komponenterna, samt att många nya solceller är baserade på sällsynta och giftiga grundämnen. Forskare vid Lunds universitet har därför börjat utveckla alternativa solcellslösningar baserade på järn. Som en del i denna forskning undersökte nyligen en internationell forskargrupp, vid ett elektronlaserexperiment i Stanford, hur ljusabsorberande järnmolekyler överför elektroner till ett tillstånd där energi kan extraheras.

– Det visade sig att i en tredjedel av fallen hölls inte elektronen kvar tillräckligt länge i positionen där vi kan extrahera energi ur den. Istället försvann energin ultrasnabbt på en tidigare okänd väg, säger Jens Uhlig, kemiforskare vid Lunds universitet och den som lett studien.

Fler acceleratorbaserade studier kommer nu att göras, bland annat på MAX IV i Lund. Detta med syftet att hitta metoder för att undvika energiförlusten.

– Om vi kan finna sätt att extrahera energi ur samtliga molekyler så skulle de järnbaserade solcellernas effektivitet öka markant, säger Jens Uhlig.

Enligt forskargruppen är det av yttersta vikt att vi hittar hållbara och skalbara material som kan ersätta eller komplettera dagens kiselbaserade solcellslösningar. Jens Uhlig är övertygad om att järn, som förekommer i stora mängder i jordytan, kan vara en lösning på problemet.

– Genom vår upptäckt kopplad till de nya järnbaserade solcellerna hoppas vi kunna bidra med viktig kunskap om hur vi ska lösa den globala energiutmaningen vi står inför, säger han.

Förutom Lunds universitet har följande lärosäten och organisationer deltagit i arbetet: Stanford University, Technical University of Denmark, Hungarian Academy of Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory (USA), Paul Scherrer Institut (Schweiz), Deutsches Elektronen-Synchrotron, University of Iceland.

Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Angewandte Chemie.