For å forbedre solcellene er det essensielt å ha en god forståelse av hvordan materialegenskapene påvirker effektiviteten til solcellen. Vårt mål er å kunne forstå de fundamentale mekanismene i silisium-baserte solceller, men også hvordan prosessparametere påvirker kvaliteten på silisiumblokkene (ingotene) og på solcellene som lages. Forskningen fokuserer på silisiumproduksjon, raffinering og resirkulering.

For nye solcellekonsepter må helt nye materialer utvikles. En lang rekke materialer simuleres, framstilles og karakteriseres, inkludert silisium III-V halvledere, oksider og andre materialer, med sikte på å øke effektiviteten til solcellene.

Vi studerer både konvensjonelle solceller og nye konsepter, både teoretisk og eksperimentelt.

Kontakt: Turid Reenaas eller Marisa Di Sabatino

Solceller og paneler kan designes på mange ulike måter, avhengig av hva de skal brukes til. Ved NTNU studerer vi celler og paneler som skal brukes i bygninger (fasader, tak, vinduer) og frittstående systemer, hvor solinnstrålingen kan treffe solcella bare på framsiden, eller både på fram- og bakside.

Både konvensjonelle celler (basert på en enkelt pn-overgang av ett materiale) og mer avanserte celler blir studert.

Kontakt: Gabriele Lobaccaro, Marisa Di Sabatino eller Turid Reenaas

Utviklingen av bygningsteknologi til en nullutslippsstandard innebærer bruk av bygningsintegrerte solenergisystemer som en kilde til fornybar energi. På grunn av begrensninger i integrerbarhet for slike systemer i forhold til størrelse, design og farge på bygningsskallet, er integrasjonen ikke alltid problemfri. Hvis integrasjonen gjøres på feil måte, kan den arkitektoniske kvaliteten til hele bygningen, eller til og med nabolaget, ødelegges.

NTNU Energi Team Sol har som ambisjon å utvikle arkitektoniske integreringsmetoder for solceller, som kan brukes for nordisk klima, byggeskikk og lokal sammenheng. Når metodene deles med arkitekter, designere og byplanleggere, vil de kunne bidra til økt bruk av solenergi i Norge og utover Norges grenser.

Kontakt: Barbara Matusiak eller Gabriele Lobaccaro

Solcelleanlegg kan integreres i energiforsyningen enten isolert (for eksempel i et mikronett) eller koblet til el-nettet. I begge tilfeller må ulike faktorer tas i betraktning for å oppnå optimal bruk av solcelleanlegget. For eksempel spiller faktorer som vær og lokalt klima en rolle (solinnstråling som varierer med systemets beliggenhet og orientering, omgivelsestemperatur, skyggelegging fra for eksempel snø, skyer eller bygninger), men også hvordan anlegget er integrert i el-nettet. Dette handler om kraftelektronikk, mulig kombinasjon med andre energikilder og energibærere (vind- og vannkraft og hydrogen), energilagring eller hvilken type solcelleanlegg det er snakk om (tak-, fasade- eller bakkemontert, flytende, faste eller bevegelige solceller, tosidige celler osv.).

Forskningen på dette feltet ser på solcelleanlegget som en del av et større energisystem, med alle dets fordeler og utfordringer.

Kontakt: Steve Völler

En stor del av potensialet som solenergi har til å forbedre energieffektiviteten til bygninger, bydeler og byer er i dag ikke utnyttet. Dette er tilfellet for alle de nordiske landene, som har lignende profil på solinnstråling, på klimautfordringer, juridiske og kulturelle barrierer, og på økonomiske begrensninger som forhindrer best mulig utnyttelse av solenergi i dag.

NTNU Energi Team Sol har som ambisjon å bruke de nordiske forholdene som en fordel og til å akselerere bruken av solenergi og distribusjonen av solsystemer i bebygde nordiske områder.

Kontakt: Gabriele Lobaccaro, Steve Völler eller Barbara Matusiak

NTNU Energi Team Sol ønsker å undersøke hvilken rolle digitalisering kan ha for utnyttelse av solenergi.  Med ‘digitalisering’ mener vi her bruk av datateknologi for å realisere det fulle potensialet til solenergi i fremtidens intelligente og bærekraftige kraftforsyning.

Relevante temaer kan for eksempel være: Bruk av kunstig intelligens, maskinlæring og såkalt ‘big data’ (for å studere hvordan disse teknologiene kan være til fordel for integrering og drift av solenergi), utvikling av distribuerte blokkjedeteknologier (for å studere hvordan blokkjeder og andre distribuerte blokkjedeteknologier (DLT) kan være til fordel for solenergi når det gjelder tekniske og økonomiske aspekter), energioptimalisering (for å studere for eksempel rollen til energilagring, forutsigelse og prognoser for energiutbytte, kraftelektronikk og digital teknologi) og forretningsmodeller for peer-to-peer-handel med solenergi. I tillegg er utvikling av avansert datagrafikk og grafisk informasjonssystem (GIS) for beregning av solstråling i bymiljøer og for klimaprognoser, og bruk av maskinlæring for beregning av solenergidata, spesielt for Norge, fremvoksende forskningsfelt.

Kontakt: Steve Völler eller Gabriele Lobaccaro