Geprinte zonnecellen bieden uitkomst voor beperkingen traditionele zonnepanelen

Een onderzoeksteam van het Australische wetenschapsbureau CSIRO heeft een mijlpaal bereikt in hun onderzoek naar alternatieven op (zware) zonnepanelen. Zo heeft het een lichtgewicht zonnepaneel gemaakt op basis van perovskiet op plastic film. Dit verfijnde materiaal kan worden gebruikt in industriële printers en zou de ‘next big thing’ in de sector van zonne-energie kunnen worden. 

Perovskiet in overvloed verkrijgbaar 

Perovskiet is een mineraal dat voorkomt in bepaalde gesteenten. Het gebruik hiervan heeft een aantal voordelen ten opzichte van een traditioneel zonnepaneel. Ten eerste is perovskiet niet schaars en is op veel plekken op de wereld in de bodem te vinden. Daarnaast is er maar een dun laagje nodig om een zonnecel te kunnen maken. Hierdoor is het een goedkope grondstof om te gebruiken voor duurzame energiebronnen, zoals zonnepanelen. 

Na productie is dit zonnepaneel overal te gebruiken en kan zo in principe in elke plek waar zon is, energie opwekken. Het grote voordeel van perovskiet zonnepanelen is dat deze een stuk lichter in gewicht zijn. Dit kan uitkomst bieden voor daken die niet sterk genoeg zijn om traditioneel zwaardere zonnepanelen te plaatsen. Ook zijn ze een stuk flexibeler en draagbaar, waardoor ze makkelijk verplaatst kunnen worden. 

Nog een ander voordeel van perovskiet is dat het op verschillende ondergronden kan worden aangebracht. De wetenschappers deden dit op een plastic onderlaag, maar het zou ook werken op glas, folie of andere materialen. Dit maakt dit zonnepaneel erg aanpasbaar in de omstandigheden waarin het gebruikt wordt. Doordat het ook goedkoper in productie is, zou het dus een uitkomst kunnen bieden voor ontwikkelende landen. 

Introductie tot de markt 

De wetenschappers achter deze zonnepanelen hebben een efficiëntie record behaald met de geprinte zonnecellen. Zo is een efficiëntie behaald van 15,5% op kleine schaal en 11% voor een module van 50 vierkante meter. Dit is allemaal te danken aan bijna een decennium aan onderzoek. 

De volgende stap van laboratorium naar de commerciële markt moet echter gezet worden nu dat deze zonnepanelen veel voordelen blijken te hebben. Hiervoor is het onderzoeksteam op zoek naar industriële partners waarmee zij kunnen samenwerken om de technologie verder te commercialiseren. Momenteel heeft het CSIRO opdracht gegeven voor de bouw van een printfaciliteit op proefschaal. Deze moet ervoor gaan zorgen dat zonnecellen in één lijn geprint kunnen worden. 

Het enige nadeel dat perovskiet heeft, en wat het ook er van weerhoudt om op grote schaal te worden gebruikt, is de kwetsbaarheid van het materiaal. Het kristal verliest een deel van zijn capaciteit naarmate het meer wordt blootgesteld aan UV-straling. Deze kwetsbaarheid wordt nog eens extra versterkt door extreme hitte of vocht. Het onderzoeksteam is daarom ook al langere tijd bezig om een manier te vinden om perovskiet te versterken. 

Conclusie 

Met een oog op de toekomst wordt verwacht dat perovskiet in zonnepanelen voor een zeer hoog rendement kan zorgen. Met name als we kijken naar de verschillende ondergronden waarop perovskiet gebruikt kan worden, zou de efficiëntie kunnen oplopen naar 34%. 

Echter, moet er dus nog veel onderzoek gedaan worden. Met name kwetsbaarheid, efficiëntie en stabiliteit zijn drie punten waar nog veel vooruitgang in gemaakt kan worden. In ons eigen land wordt er ook flink geëxperimenteerd en is de Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek (TNO) bezig om deze vraagstukken te beantwoorden.