Thomas van de Sandt
Het gaat hard met de dunnefilm zonnecellen bij Solliance.
Nadat de Nederlands-Belgisch-Duitse samenwerking in mei nog een goedkoper en milieuvriendelijker productieproces voor organische zonnecellen van de rol presenteerde, heeft men nu een Europees rendementsrecord behaald met een anorganische variant.
De zonnecellen van het team van imomec (een imec-laboratorium aan de universiteit van Hasselt) zetten zonne-energie om in elektriciteit met een rendement van 9,7 %. Dat is vooral bijzonder vanwege het type materiaal dat de onderzoekers gebruikten: een combinatie van koper, zink, tin, zwavel en selenium. Met cadmiumtelluride (CdTe) of koperindiumgalliumselenide (CIGS), combinaties die al in anorganische dunnefilm zonnecellen worden gebruikt, is weliswaar een hoger rendement (tot boven de 20 %) haalbaar, ‘maar cadmium is erg giftig, terwijl indium en gallium relatief schaars zijn’, zegt dr. Marc Meuris, programmaleider bij Solliance en imomec. ‘Je zit met andere woorden met materialen die ofwel ongezond zijn, ofwel het risico hebben bij grootschalig gebruik bijzonder duur te worden. De grondstoffen voor onze zonnecel zijn veilig en komen, behalve selenide, relatief veel voor.’
De rendementsverbetering is volgens Solliance-directeur Hein Willems vooral een kwestie van betere kennis van de kristalvorming, andere depositietechnologieën van de materialen en de mogelijkheden van tandemcellen. ‘Het proces moet je in de vingers krijgen. Het moet niet één uitschieter naar boven zijn. In ons geval is het resultaat ook zeer goed reproduceerbaar.’
In Europa is een dergelijk rendement met hetzelfde type materiaal nog nooit eerder vertoond en wereldwijd staat Solliance in de top 3. Bovenaan staat vooralsnog IBM, dat een rendement van 11 % haalde. ‘De techniek die IBM gebruikte om die dunne laagjes materiaal aan te brengen is echter buitengewoon moeilijk toe te passen op grote schaal. Onze techniek wordt al gebruikt voor het produceren van CIGS-zonnepanelen en heeft zijn schaalbaarheid dus wél al bewezen’, merkt Meuris op.
De onderzoekers willen nu binnen drie jaar het rendement van de zonnecel uit koper, zink, tin, zwavel en selenium verder opkrikken tot 15 %. ‘Dat is erg ambitieus, maar gezien de eerdere resultaten met CIGS zeker haalbaar’, aldus Willems.
