ENGINEERINGNET.BE - De grootste toename in het rendement van zonnecellen is het afgelopen decennium voortgekomen uit verbeteringen in drie essentiële eigenschappen van de toplaag.
Het gaat daarbij om transparantie, goede geleiding en passivering om te voorkomen dat ladingdragers aan het oppervlak recombineren en niet meer bijdragen aan de opgewekte elektrische stroom.
Forschungszentrum Jülich heeft met een eenvoudig op te schalen productieproces een nieuwe toplaag gecreëerd, gebaseerd op nanokristallen van silicium carbide, met een superieure combinatie van deze eigenschappen.
‘Met het eerste prototype van hun zonnecel bereikten ze een rendement van bijna 24%, net zo hoog als de beste zonnecellen die in andere laboratoria gemaakt worden,’ zegt Rudi Santbergen, universitair docent in de Photovoltaic Materials and Devices-groep aan TU Delft. ‘Ze vroegen ons om hun resultaten te valideren met behulp van simulaties.’
De Photovoltaic Materials and Devices-groep van TU Delft is wereldwijd toonaangevend in het ontwerpen, optimaliseren en de productietechnologie van zonnecellen. Het is een van de weinige onderzoeksgroepen die geavanceerde optische en elektrische simulaties kan combineren, wat nodig was om de resultaten van de Jülich-zonnecel te valideren.
‘Onze simulaties geven precies aan waar in de zonnecel welke verliezen optreden,’ zegt Santbergen. Ook toonden de onderzoekers aan dat de nieuwe toplaag in principe het rendement van de zonnecel kan verhogen van 24% naar 26%.
Dit is dicht bij de praktische limiet van 27% waarboven, naar verwachting, de productiekosten van silicium zonnecellen zo hoog oplopen dat ze geen commercieel nut meer hebben.
Santbergen: ‘Onze collega’s in Jülich hebben al ideeën hoe ze hun productieproces kunnen bijstellen om zo deze grote stap voorwaarts te realiseren.’
De werkgroep, onder leiding van onderzoekers van Forschungszentrum Jülich uit Duitsland, was een samenwerking tussen instituten uit Duitsland, Nederland, Ecuador, Rusland en China. De deelnemende TU Delft-onderzoekers, allen van de Photovoltaic Materials and Devices-groep, waren doctor Paul Procel Moya (foto links), universitair docent Rudi Santbergen (rechts) en universitair hoofddocent Olindo Isabella.
