26-02-2020 16:59 | Door: Marc Seijlhouwer

Een consortium onder leiding van het Belgische onderzoeksinstituut Imec bouwde een extreem dunne zonnecel met een efficiëntie van 25 procent. Daarmee is deze cel nu even goed als een gewone zonnecel van silicium, terwijl hij honderd keer dunner is. Daardoor kan hij op veel meer plekken toegepast worden dan reguliere zonnepanelen.

De cellen bestaan uit twee lagen: één van perovskiet-kristallen en één van koper, indium, gallium en selenide (CIGS). De combinatie van de cellen zorgt voor de hogere efficiëntie. "Beide lagen vangen een ander deel van het lichtspectrum op", vertelt projectcoördinator Bart Vermang van Imec. "Het perovskiet richt zich vooral op blauw licht, de CIGS-cel op rood. Zo haal je het maximale uit elke zonnestraal." Silicium-cellen die nu gebruikt worden zetten het lichtspectrum minder effectief om in elektriciteit dan deze dunne cellen.

Lees ook: Zonnecellen kunnen veel dunner en goedkoper

Zonnecel voor architecten

Standaardzonnecellen zijn minstens 100 micrometer dik (zonder onderkant), terwijl deze cellen maar 1 á 2 micrometer dik zijn. "Dat maakt veel meer toepassingen mogelijk. Je kan de cellen integreren in dakpannen, de gevel van een gebouw of in de ruiten", denkt Vermang. "De cellen zijn dun, flexibel en kunnen in allerlei kleuren uitgevoerd worden. Drie eigenschappen waar architecten het warm van krijgen."

Voor zonneparken is de dunne cel dan ook minder geschikt. Vermang ziet een toekomst waarin 'zijn' zonnecellen in elk deel van een gebouw verwerkt zijn. "Zo krijgen de cellen een dubbelfunctie, als decoratie én als energieopwekker."

Lees ook: De lichtste zonnecel ter wereld drijft op het water

Perovskiet werkt beter dan silicium

De efficiëntie van 25 procent is pas het begin. "Binnen drie jaar willen we op 30 procent zitten; dan werken onze cellen beter dan gewone zonnepanelen". Dat kan door kleine verbeteringen te maken en is daarom zeker haalbaar, denkt Vermang.

En hoewel de cel met 25 procent efficiëntie maar 1 bij 1 centimeter groot is, kan dat eenvoudig groter worden: een lap van 30 bij 30 centimeter is geen probleem. Bovendien zijn zowel perovskiet als CIGS-materiaal al op commerciële schaal te produceren. Echte toepassing is dan ook relatief snel mogelijk; Imec denkt binnen acht jaar praktische toepassingen te zien.

Lees ook: Tweezijdige zonnecellen wekken 20 procent meer energie op

Om zeker te weten dat die deadline gehaald wordt zijn er ook economen betrokken bij het project, samen met een tweetal bedrijven. "De economen zorgen ervoor dat er aan het eind van ons onderzoek niet alleen een technisch product ligt, maar ook een goede businesscase."

De beste zonnecellen ter wereld

Imec werkt samen met partijen uit de hele wereld in het PERCISTAND-project. Vanuit Nederland doen TNO en Solliance mee. Imec zelf is sinds vijf jaar bezig met perovskiet-zonnecellen. "Wij hebben de beste grote oppervlakten perovskiet-zonnecellen ter wereld", vertelt Vermang trots. "En onze Zwitserse partners weten weer heel goed hoe je CIGS-cellen maakt." Perovskiet wordt nu nog weinig toegepast in zonnecellen omdat het kwetsbaar is. "Maar als je het inkapselt en een beschermende laag toevoegt is het stabiel", zegt Vermang.

Lees ook: Geluidsscherm met zonnecellen is de toekomst

Bron en beeld: Imec/Universiteit Hasselt