Het Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) heeft een nieuw record in de boeken gezet voor het opwekken van stroom met een zogeheten tandemzonnecel waarbij een klassieke silicium zonnecel wordt gecombineerd met een van perovskiet. Dat meldt het HZB op zijn website. Het nieuwe record bedraagt 29,15%, waarmee het doorbreken van de magische grens van 30% nog slechts een kwestie van tijd lijkt.
Om het in perspectief te plaatsen. De allerbeste silicium zonnecellen op de markt komen tot een omzettingsvermogen van zonlicht in stroom van rond de 24%. Bij de meeste zonnepanelen op daken is dat nog een stuk minder. Het oude record voor een silicium-perovskiet tandemcel lag bij 28% van het Britse bedrijf Oxford PV, waarmee het HZB nauw samenwerkt. Maar ook andere onderzoeksinstellingen boeken regelmatige vooruitgang bij het verbeteren van tandemcellen zoals het in Nederland gevestigde Solliance.
Niet stabiel genoeg
Bij dit project van het HZB werd nauw samengewerkt met de Kaunas University of Technology in Litouwen. “We hebben voor de nieuwe recordcel een speciale nieuwe contactlaag ontwikkeld en een andere laag tegelijkertijd verbeterd”, leggen de onderzoekers Eike Köhnen en Amran Al-Ashouri uit. Door de nieuwe contactlaag kon de stabiliteit van de zonnecel worden verbeterd.
De stabiliteit geldt als een van de grootste hordes die de tandemcel nog moet nemen op weg naar commercialisatie. Een klassieke zonnecel kan makkelijk 20 tot 30 jaar op een dak liggen zonder dat de efficiëntie afneemt. Bij een tandemcel is dat veel lastiger doordat perovskiet een vrij instabiel materiaal is. Dat is dan ook een van de voornaamste taken die het HZB voor zichzelf ziet: het verbeteren van de stabiliteit.
Een ander probleem is het noodzakelijke gebruik van giftig lood bij de productie. Tenslotte is bij eerste tests op Nederlandse daken gebleken dat de tandemcellen veel slechtere resultaten opleveren dan in het laboratorium. Het Nederlandse klimaat met relatief veel bewolking en een laagstaande zon in de winter kan daar de oorzaak van zijn.
Oxford PV
Toch laat de eerste commerciële fabriek voor tandemcellen niet lang meer op zich wachten. Het Britse Oxford PV wil de primeur hebben en heeft daarvoor een oude fabriek van Bosch overgenomen vlakbij Berlijn in Brandenburg an der Havel. De tandemcellen van Oxford PV krijgen volgens het bedrijf een efficiëntie van 27% (17% perovskiet en 10% slilicium).
De fabriek staat nu overigens nog leeg. De eerste machines van het Zwitserse bedrijf Meyer Burger worden binnen een paar maanden verwacht. De productie moet dan volgend jaar echt goed op gang komen eerst met een capaciteit van 100 megawatt en het jaar daarop 250 megawatt. In het oosten van Duitsland hopen ze dat op die manier een industrie die vijftien jaar geleden nog een grote bloei doormaakte weer terugkomt. Nu wordt het merendeel van de zonnecellen in Azië geproduceerd.
In een filmpje op YouTube verklaart het HZB de werking.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
