Perovskiet zonnecellen hebben een aantal voordelen ten opzichte van silicium zonnecellen. Het is een goedkopere grondstof, er is minder van nodig, de halfgeleiders zijn superdun en flexibel en in theorie is het mogelijk om een veel groter deel van het zonlicht om te zetten in elektriciteit.
Lees hierover ook ons artikel afgelopen zondag Zonnecellen op een rol en vorige week Nieuw record in efficiency voor flexibele zonnecellen van Solliance.
Maar er kleven ook nadelen aan perovskiet. Het grootste probleem was lange tijd de stabiliteit van het materiaal, maar dat krijgt de wetenschap de laatste jaren gelukkig steeds beter onder controle. Een ander probleem is het gevaar dat er lood vrijkomt als de zonnecellen (halfgeleiders) beschadigd worden.
De Zwiterse École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) zegt daarvoor nu een oplossing te hebben gevonden.
Beschadigde panelen
De meest gebruikte perovskiet halfgeleiders bestaan uit de verbinding methylammonium lood halides (CH3NH3PbX3). Het lood uit die verbinding is oplosbaar in water en komt dus heel makkelijk in de bodem als het in aanraking komt met bijvoorbeeld regen.
“De omzetting van zonne-energie naar elektriciteit is met perovskiet zonnecellen ongelofelijk hoog, maar hun centrale element is lood, een gif dat als een zonnepaneel beschadigd raakt, terechtkomt in de bodem als het met water in contact komt”, legt EPFL-hoogleraar László Forró uit.
Dat is natuurlijk niet de bedoeling. Het lood moet op een of andere manier worden opgevangen vóórdat het in de bodem terechtkomt. Het moet bovendien hergebruikt kunnen worden om van de perovskiet zonnecellen een commercieel succes te kunnen maken.
De oplossing van het EPFL schuilt in het gebruik van doorzichtig fosfaatzout, dat het zonlicht niet blokkeert en de prestaties van de zonnecellen niet beïnvloedt.
Loodionen
“Een paar jaar geleden ontdekten we dat transparante fosfaatzoutkristallen, zoals die gebruikt worden in kunstmest, kunnen worden toegevoegd aan perovskiet in bijvoorbeeld fotodetectoren, LED’s en zonnecellen”, zegt Endre Horváth van EPFL.
Als het zonnepaneel om een of andere reden beschadigd raakt, reageert het fosfaatzout onmiddellijk met het lood tot een verbinding die niet in water op kan lossen en zodoende makkelijk kan worden opgevangen.
Volgens Forró kan dit een doorbraak betekenen omdat het de grootschalige commercialisering mogelijk maakt. De studie is gepubliceerd in het blad ACS Applied Materials & Interface.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
