Perovskietzonnepanelen: Een Opkomende Revolutie in Zonne-energie
Inleiding over perovskietzonnepanelen
Perovskiet, vernoemd naar de Russische mineraloog graaf Lev Perovski, vond in 2009 zijn weg naar de wereld van zonnepanelen. Sindsdien heeft wetenschappelijk onderzoek geleid tot aanzienlijke verbeteringen in de energieopbrengst van deze perovskietzonnepanelen. Momenteel is de focus gericht op het opschalen van deze veelbelovende technologie.
Potentie van perovskietzonnepanelen
Al enkele jaren geleden bleek dat perovskietzonnepanelen vergelijkbare efficiënties behaalden als traditionele kristallijne silicium (c-Si) zonnepanelen. Deze dunnefilm-pv-technologie heeft hoge verwachtingen gewekt. Het samenspel tussen perovskietzonnepanelen en c-Si-zonnepanelen biedt de mogelijkheid om kosteneffectieve zonnepanelen te produceren met rendementen van meer dan 30 procent. Het theoretisch maximale rendement voor tandemconfiguraties ligt zelfs boven de 40 procent.
Voordelen van Perovskiet
Het gebruik van perovskiet als halfgeleider in pv-modules biedt aanzienlijke voordelen:
- De grondstoffen voor perovskiet zijn zeer goedkoop.
- Een dun laagje perovskiet volstaat in een zonnepaneel, wat leidt tot lagere materiaalkosten.
- Perovskiet kan worden aangebracht via een eenvoudig depositieproces, waardoor dure apparatuur overbodig is.
- De perovskietlagen kunnen bij lage temperaturen worden gedeponeerd, wat de productiekosten verlaagt.
- De productie van een perovskietcel vereist relatief weinig energie, wat bijdraagt aan een snelle energie-terugverdientijd.
Perovskietzonnepanelen op glas en folie: een nieuw perspectief
Met de huidige status van de perovskietzonnepaneeltechnologie kan op glas of folie in principe hetzelfde modulerendement worden behaald als met andere technologieën. Binnen het samenwerkingsverband Solliance is al een modulerendement van 16 procent aangetoond met opschalingsprocessen. De ambitie reikt naar een module-efficiëntie van 18 tot 20 procent tegen 2023. De combinatie van hoge efficiëntie en kosteneffectieve productie kan de ‘zonnepanelenwereld’ transformeren.
Net als bij koper-indium-gallium-selenide (CIGS) kunnen perovskietzonnepanelen worden toegepast op zowel glas als flexibele folies. Deze flexibele folies kunnen op hun beurt worden geïntegreerd in producten, zoals autodaken of gevelbeplating. Bij doorzichtige ondergronden zoals glas of plastic kunnen perovskietgebaseerde zonnepanelen zelfs semi-transparant worden gemaakt, bijvoorbeeld voor venstertoepassingen.
Toekomstige vooruitzichten: tandemtechnologie en onderzoek
De mogelijkheid om perovskietzonnepanelen te combineren met siliciumzonnepanelen in een tandemconfiguratie biedt veelbelovende vooruitzichten. Het rendement kan hierbij boven de 30 procent uitkomen. Binnen het Solliance-samenwerkingsverband, geleid door TNO, TU/e en imec, wordt gewerkt aan het ontwikkelen en demonstreren van opschalingsprocessen voor perovskiet-pv-modules, zowel op plaat-tot-plaat- als rol-tot-rolbasis. Efficiëntie en stabiliteit zijn hierbij cruciale onderzoeksgebieden.
Efficiëntieverbetering en stabiliteit
Het streven is naar pv-modules met de hoogst mogelijke energieopbrengst, wat een grondig begrip vereist van factoren die het rendement beïnvloeden en hoe deze factoren kunnen worden beïnvloed.
Verbetering van stabiliteit en bescherming
Stabiliteit is een essentieel aspect voor zonnepanelen en modules tijdens hun levensduur. Binnen dit kader onderzoeken onderzoekers factoren die de stabiliteit kunnen beïnvloeden, zoals water, lucht, temperatuur en elektrische invloeden. Speciale aandacht wordt besteed aan het ontwikkelen van een robuuste barrièrelaag met behulp van technologieën zoals Atomic Layer Deposition (ALD).
Vermijden van loodgebruik
Hoewel de huidige generatie perovskiet-pv-modules een kleine hoeveelheid lood bevat, wordt onderzoek gedaan naar alternatieven om het gebruik van lood te minimaliseren. Dit om mogelijke schadelijke effecten voor het milieu te voorkomen en duurzame oplossingen te bevorderen.
Inzet perovskietzonnepanelen voor een duurzame toekomst
Het onderzoek naar perovskietzonnepanelen illustreert de inzet van het Solliance samenwerkingsverband om nieuwe technologieën te ontwikkelen die bijdragen aan een duurzame energietoekomst.
Handig: Een overzicht van zonnepanelen merken op Zonnepanelen-expert.be.