Onderzoekers van het Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory (NREL) uit de VS hebben een dubbelzijdig zonnepaneel ontwikkeld dat bijna twee keer zo veel energie opwekt als de enkelvoudige variant. De achterkant van het paneel genereert ongeveer 90% van de energie die de voorzijde opwekt. Deze bijzondere oplossing lost in één klap twee van de grootste problemen met zonnepanelen op, namelijk de kosten en de benodigde ruimte.
Vergeet de achterkant niet!
We hebben het hier uiteraard niet over panelen die boven op je dak liggen. Daar valt niet veel te halen. Deze panelen zullen wel uitermate geschikt zijn voor bijvoorbeeld een zonnepark. Het aardoppervlak weerkaatst namelijk nogal wat energie. In het beste scenario genereert een zonnecel via reflectie dus bijna evenveel als via directe blootstelling aan zonlicht. Eerdere uitvoeringen van dit concept kwamen bij lange na niet zo ver.
Zeker voor een land als Nederland waar ruimte in groot gebrek is, is het goed nieuws. De overheid probeert nu al maximaal in te zetten op het optimaal benutten van de beschikbare ruimte. Zo wil de overheid zo veel mogelijk zonnepanelen op daken en gevels gaan zetten. Verder moeten onbenutte terreinen, zowel in bebouwd als landelijk gebied, ingezet worden voor het opwekken van stroom door middel van zonnepanelen. Een verdubbeling van de capaciteit van een zonnepark zal menig gefrustreerd planoloog als muziek in de oren klinken.
Het nieuwe wondermateriaal: Perovskiet
Dat de achterzijde van deze nieuwe panelen zo efficiënt kan werken heeft veel te maken met de gebruikte materialen. Perovskiet is een calcium-titanium-oxide met de chemische formule CaTiO3. Het materiaal wordt al een tijdje gebruikt, bijvoorbeeld in geheugenchips. De zonnecellen die wellicht bij de lezer ook boven op het dak liggen zijn gemaakt met silicium. Het materiaal is een halfgeleider en zit dus tussen een volledig isolerend materiaal zoals glas, en een volledig geleidend materiaal zoals metalen in. Silicium is in vele opzichten ideaal voor het maken van zonnepanelen, maar het is een duur en complex proces om het materiaal te verwerken.
Perovskiet is een stuk makkelijker te verwerken. Het probleem was in eerste instantie om dit materiaal net zo efficiënt te laten werken als silicium. Dat gaat steeds beter en als de trend doorzet is perovskite straks veel efficiënter. Een conventionele silicium zonnecel draait op zijn hoogst op 27% efficiëntie. Dat wil zeggen dat 27% van de zonne energie waar een cel aan bloot wordt gesteld, omgezet wordt in elektriciteit. Het record van een cel met alleen perovskiet staat op 25.2% Een cel met een combinatie van silicium en perovskiet werkt zelfs nog beter. Zo’n tandem cel haalt maximaal 29.1%.
Hoe lang het nog duurt voor je overal dubbelzijdige perovskiet zonnecellen ziet staan is uiteraard nog maar de vraag. De resultaten van het onderzoek, dat volledig is gefinancierd door de Amerikaanse overheid, is inmiddels gepubliceerd in het wetenschappelijke blad Joule.
