nieuws

Nieuw type zonnecel eind 2018 op de markt  

energie

Een Engels bedrijf claimt vanaf eind 2018 dunnefilm-zonnecellen commercieel beschikbaar te hebben op basis van het magische materiaal perovskiet.  

Nieuw type zonnecel eind 2018 op de markt  

De toepassing van het materiaal perovskiet (calciumtitaniumoxide, CaTiO) bij het omzetten van licht in elektrische energie heeft de afgelopen jaren een razendsnelle ontwikkeling doorgemaakt, zo blijkt. Volgens onderzoekers en marktpartijen kunnen zonnecellen gemaakt uit perovskiet de zonnepanelenmarkt met een omvang van 42 miljard dollar op hun kop zetten. Dat schrijft de Bloomberg nieuwsdienst.

Zonnecellen als coating

Perovskieten kunnen gemengd worden met vloeistoffen en aangebracht worden op een breed scala aan materialen. Bloomberg schetst een toekomst waar zonnecellen als een coating worden aangebracht – gespoten of geprint – op ramen, gebouwen en voertuigen. En dat bij prijzen die veel lager zouden kunnen liggen dan de huidige oplossingen voor zonnestroom.

Leestip:  Zonnepanelen installeren: negen veelvoorkomende fouten

Perovskiet veelbelovend

Het materiaal perovskiet werd in 2016 door het World Economic Forum op de zevende plaats gezet in de top 10 van veelbelovende technologieën. Universiteiten en bedrijven over de hele wereld onderzoeken de mogelijkheden om perovskiet toe te passen in zonnecellen en zonnepanelen. “De weg ‘van lab naar fab naar dak’ is echter lang en vol struikelblokken,” zo schreven de Nederlandse onderzoekers Wim Sinke en Albert Polman al in 2014 op de website van energie-onderzoeksinstituut ECN.

Silicium zonnepanelen

“Siliciumpanelen hebben zich in de praktijk bewezen. De lat ligt hoog voor de introductie van volledig nieuwe soorten zonnepanelen; qua kosten, prestaties en levensduur.” Silicium wordt al decennialang – sinds de eerste ruimtevaartprogramma’s – toegepast in zonnecellen. Momenteel wordt er mondiaal voor ongeveer 40 miljard dollar (2016) van dit type zonnepanelen verhandeld, aldus marktonderzoeker IHS Markit. Een minpunt van deze techniek betreft de relatief hoge energiekosten van de productie.

Rendement van perovskiet

In 2006 werd duidelijk dat perovskiet goed bruikbaar is om zonlicht om te zetten in elektrische energie. Een doorbraak was er in 2012, toen het rendement boven de 10 procent kwam. In het lab worden inmiddels rendementen gehaald van meer dan 20 procent.Daarmee nadert het langzaam het rendement van silicium zonnecellen, dat rond 25 procent ligt en nauwelijks meer progressie maakt.

Printbare zonnecellen

Het bedrijf Oxford Photovoltaics, een startup uit de Universiteit van Oxford zegt bezig te zijn met de ontwikkeling van een dunnefilm perovskiet zonnecel die direct printbaar is. Afgelopen december maakte het bedrijf bekend ruim 9 miljoen euro te hebben ontvangen van investeerders, waaronder oliebedrijf Statoil. Het bedrijf verwacht eind 2017 een prototype en eind 2018 een commercieel product beschikbaar te hebben.

Instabiliteit

Critici menen dat het zo ver nog niet is. Zij spreken van instabiliteit van het materiaal als dat een langere tijd in aanraking is geweest met de open lucht, waardoor de prestaties snel teruglopen. Verder zou het aanbrengen van het materiaal op grote oppervlakten niet eenvoudig zijn, omdat het lastig is het materiaal als een gelijkmatige coating aan te brengen.

Nieuw record

De kritiek weerhoudt Oxford PV er niet van stug door te ontwikkelen. Zo kondigde het bedrijf in juni 2018 aan de hoogst conversie-efficiëntie ooit bereikt te hebben met hun op perovskiet gebaseerde zonnecel, namelijk 27,3 procent. Het betreft een perovskiet/silicium-tandem zonnecel. Het vorige record voor een single-junction silicium zonnecel lag volgens de onderneming op 26,7 procent.

De productie van 156 x 156 mm zonnecellen uit perovskiet en silicium in een proefproductie voor Oxford PV in Duitsland.

Efficiëntie hoger dan 30%

Volgens topman Frank Averdung (CEO, red.) van Oxford PV, zou bovengenoemde mijlpaal de potentie van perovskiet in zonnecellen bevestigen. Chris Case, de chief technology officer van Oxford PV gaat alvast een stapje verder: “We blijven volharden in onze doelstelling om met onze perovskiet/silicium-zonnecel een efficiëntie te halen die hoger ligt dan 30 procent.”

Commerciële verkrijgbaarheid

Het behaalde record zou ook bewijzen dat het bedrijf het daadwerkelijk commercieel beschikbaar maken van deze zonnecellen nadert. Met andere woorden: het omzetten van theoretische laboratoriumresultaten naar betaalbare volumeproductie ligt in het verschiet. Op dit moment produceert het bedrijf zonnecellen in het commerciële formaat van 156 x 156 mm in een proefproductie in Duitsland.

Zuiver perovskiet

In september 2018 kondigde het bedrijf een samenwerking aan met de universiteit van Oxford, voor nieuw onderzoek naar volledig uit perovskiet gemaakte zonnecellen. Doel is zonnecellen te maken (multi junction, red.) met een rendement van maar liefst 37%, die bovendien langere tijd stabiel zijn. Het gaat om een onderzoek dat vijf jaar zal lopen en waarvoor 5 miljoen euro beschikbaar is.

Of toch perovskiet en silicium?

Het opvallende commentaar van chief technology officer Case is dat het bedrijf ondanks dit onderzoek naar zonnecellen volledig uit perovskiet, stevig vasthoudt aan de primaire focus op de ontwikkeling van zonnecellen uit een combinatie van perovskiet en silicium. “Daar maken we immers significante vooruitgang. Op dit moment optimaliseren we de processen en machines in onze proefproductie in voorbereiding naar commerciële opschaling.”

Perovskiet zonnecellen vormen miljardenmarkt

Analisten en marktonderzoekers volgen de ontwikkelingen rond zonnecellen uit perovskiet op de voet. In potentie gaat het om een miljardenmarkt met dubbele cijfers. Partijen die op dit gebied werkzaam zijn, zijn naast het hierboven genoemde Oxford Photovoltaics, Saule Technologies, Dyesol, Fraunhofer ISE, FrontMaterials en Weihua Solar.

 

 

 

Verder lezen:

Gratis whitepaper: zonnepanelen van de toekomst

De zonnepaneel in zijn huidige vorm lijkt uitontwikkeld. Maar schijn bedriegt. Er zijn volop ontwikkelingen om de opbrengst te verhogen en de prijs te verlagen en om ze fraaier te maken. Op termijn kan het huidige opwekrendement van 15 – 20% flink worden opgestuwd naar 40%.

Lees ook: 

Explosieve groei patenten perovskiet zonnecellen

Massaproductie perovskiet-zonnepanelen dichterbij?

Ramen met zonnecellen: wat is de potentie?

Reageer op dit artikel