Trots att solpaneler i praktiken har varit platta i över ett sekel har Japan nu tagit ett djärvt steg och presenterat sfäriska solceller. De kallas Sphelar® och ifrågasätter idén att solpaneler måste vara platta. Företaget bakom detta är Kyosemi, baserat i Japan, som kan ha satt igång en möjlig förändring inom solenergi.
En kort tillbakablick på fotovoltaik
Historien om fotovoltaik går tillbaka till 1880‑talet, då de första försöken gjordes för att fånga solenergi. En pionjär, Charles Fritts, byggde redan 1883 en solpanel av selenium täckt med ett tunt metallager. De var uppfinningsrika men kunde inte utnyttja solljuset fullt ut eftersom de var stela och platta. När ljuskällan var stationär fungerade de, men de fångade inte solen från alla håll.
Kyosemi och idén om sfäriska celler
Det var Mr. Nakata från Kyosemi som ifrågasatte varför standardpaneler måste vara platta och istället föreslog en sfärisk solcell. Den frågan ledde fram till utvecklingen under varumärket Sphelar® (en sammandragning av “spherical solar”). Företaget började sedan leverera provpaneler till industrin.
JAMIC och testet i mikrogravitation
Ett viktigt steg togs i samarbete med JAMIC (Japan Microgravity Center). Denna organisation använder en nedlagd gruva som gjorts om till en forskningsanläggning med en 710 meter lång tunnel. Där genomfördes experiment där smält kisel placerades i en vakuumkapsel och fick falla ner från ett 500 meters droppschakt för att se om kisel kunde bilda perfekta sfärer under mikrogravitation. Resultaten visade att kisel smälte och formade sig till en “smoother silicone shape”.
Tekniska utmaningar och vad de gjorde för att lösa dem
En stor teknisk utmaning för Kyosemi var att skapa en P‑N‑övergång på en krökt yta (alltså gränsen mellan p‑ och n‑dopade områden), något som tidigare ansågs svårt. Genom att använda sin expertis inom opto‑halvledarteknik lyckades företaget till slut bemästra problemet. De tidigaste prototyperna var seriekopplade och producerade elektricitet effektivt, vilket banade väg för vidare användning. De sfäriska cellernas design gör att de kan fånga solenergi från alla riktningar, vilket ökar deras energiupptag jämfört med platta paneler.
En ny era för solenergi
Japan har gjort sig känt som en föregångare inom solenergi genom att utforska konceptet med sfäriska solpaneler. Den snabba forskningen och utvecklingen fick Kyosemi att öppna sitt eget Microgravity Laboratory 1998. Med tiden ändrade tidiga användare sin skepsis och började ta till sig tanken på sfäriska solpaneler. Den här innovationen kan vara början på ett nytt skifte, där små fotovoltaiska sfärer utmanar traditionella platta paneler.
Denna berättelse visar hur nyfikenhet och ifrågasättande av etablerade normer kan leda till banbrytande innovationer. Japan tycks ha satt en ny standard som får världen att tänka annorlunda om solenergi.
