De volgende generatie zonnepanelen met een recordrendement binnen handbereik: Perovskiet tandemzonnecellen op de rand van commercialisatie

Commerciële zonnepanelen met een recordrendement zouden binnen enkele jaren gerealiseerd kunnen worden met behulp van perovskiet tandemzonnecellen. Onderzoekers van Swift Solar, een bedrijf uit Silicon Valley, werken al meer dan tien jaar aan de technologie, net als veel andere start-ups. Maar sommige wetenschappers vrezen dat de tijd begint te dringen:

Ik heb het gevoel dat als er in de komende twee tot drie jaar geen perovskietproducten zijn, de markt zijn vertrouwen in deze technologie zal verliezen.

- Bin Chen, assistent-professor met een focus op perovskiettechnologie aan de Northwestern University

Het proces bestaat uit het coaten van silicium met perovskieten (bijv. door middel van dampdepositie, printen of spincoating) zodat verschillende golflengten van zonlicht worden geabsorbeerd, en heeft al meer dan 33% efficiëntie bereikt in het laboratorium. Een van de uitdagingen is de bederfelijkheid van perovskiet als materiaal voor zonnepanelen, maar er is onlangs vooruitgang geboekt bij het verbeteren van de stabiliteit ervan. Sommige zonne-energiebedrijven hebben de afgelopen maanden hun vertrouwen in de technologie getoond door grote bedragen te investeren in proefproductielijnen.

Het idee is om iets te maken dat per watt goedkoper te produceren is, en dan tegen een meerprijs te verkopen omdat het een vrij hoog rendement zal hebben.

- Jenny Chase, zonne-analist bij de onderzoeksdienst BloombergNEF

Naast de volatiliteit die veroorzaakt wordt door de hoge gevoeligheid voor water, licht en warmte, speelt de schaalbaarheid van de projecten een cruciale rol. Het Amerikaanse Ministerie van Energie heeft miljoenen dollars geïnvesteerd in twee recente projecten van Bin Chen en Barry Rand, hoogleraar elektrotechniek en computerwetenschappen aan Princeton University, om perovskietsiliciumconfiguraties te testen die duurzamer zouden kunnen zijn, evenals in projecten van universiteiten en het Amerikaanse National Renewable Energy Laboratory.

Tomas Leijtens, medeoprichter en chief technology officer van Swift, zegt dat het bedrijf zijn cellen nu kan blootstellen aan temperaturen tot 70°C. De start-up hoopt zijn hoogrendementsmodules binnen vier jaar op de markt te kunnen brengen:

Ik denk dat de resultaten veelbelovend genoeg zijn om deze investeringen te doen. Maar het moet niet worden gezien als [een] 'klus geklaard' Er moeten nog veel doorbraken komen, vooral op het gebied van stabiliteit.

Een paar maanden geleden heeft First Solar, de grootste fabrikant van zonne-energie in de VS, het Europese perovskietbedrijf Evolar overgenomen. De Britse start-up Oxford PV is van plan om dit jaar de eerste perovskiet tandemmodules met een efficiëntie van 28,6% te lanceren dit jaar op de markt te brengen. Hanwha Q Cells uit Korea is van plan om US$100 miljoen te investeren in de bouw van een perovskiet tandem proeflijn.

Het is waar dat silicium geweldig is, maar tandems zijn beter. In de strijd tegen klimaatverandering moeten we het tempo opvoeren en niet gewoon zeggen: "Oh, dit is goed genoeg - we zijn klaar Alles kan nog steeds verbeterd worden.

- Tomas Leijtens