ENGINEERINGNET.BE - Tech4Win (gestart 2019) stelde een zeer innovatief transparant fotovoltaïsch (PV) raamconcept voor dat gebaseerd is op de integratie van een ultraviolet (UV) selectieve coating.
Die coatingwerkt als een UV-filter en als een PV-apparaat dat het UV-licht van de zon omzet in elektriciteit, en een infrarood (IR) selectief PV-apparaat dat het IR-licht van de zon omzet in elektriciteit, waarbij het zichtbare licht volledig door de raamstructuur wordt doorgelaten.
De opname van een zeer efficiënte UV-filter voorkomt aantasting, waardoor de robuustheid en stabiliteit van de apparaten worden versterkt, zoals vereist voor deze ramen met een lange levensduur.
Na vier jaar heeft het project relevante resultaten opgeleverd bij de ontwikkeling van zeer innovatieve semi-transparante UV- en IR-selectieve apparaten:
- De demonstratie van een eerste haalbaarheid van UV-selectieve functionele zonnecellen gebaseerd op de integratie van Zn(OS)-nanometrische lagen met een zeer hoge transparantie (tot 75%) en een hoge optische kwaliteit;
- De ontwikkeling van nieuwe apparaatconstructies gebaseerd op de integratie van a-Si nanometrische lagen in oxidegebaseerde heterostructuren met de realisatie van apparaten met een fotovoltaïsche omzettingsefficiëntie tot 2% en een transparantie in het bereik van 35% - 60%. De optimalisatie van de apparaatconstructies toont de mogelijkheid om het rendement te verhogen tot 2,5% door het combineren van optimale elektronen- en gatentransportlagen;
- Aantonen van nieuwe IR-selectieve organische zonnecellen gebaseerd op het gebruik van stabiele en industrieel compatibele polymeren met fotovoltaïsche omzettingsefficiëntie van max. 5% en een transparantie van 41% - 59%;
- Aantonen van de schaalbaarheid van de processen tot een formaat van 30 x 30 cm2, met de ontwikkeling van functionele IR-modules met een transparantie van 43% en een hoge optische kwaliteit (CRI > 70) met behulp van industriële Roll to Roll-processen;
- Integratie van de ontwikkelde modules in eerste raamprototypes met industriële lamineerprocessen. Aantonen van de stabiliteit op lange termijn (verwachte levensduur ≥ 20 jaar) van prototypes met functionele IR-modules;
- De ontwikkeling van nieuwe software-instrumenten voor de simulatie van het effect van de zonneglazen en semi-transparante BIPV-elementen in gebouwen. Simulaties uitgevoerd in verschillende soorten gebouwen (woon- en kantoorgebouwen) in verschillende klimaatgebieden (overeenkomend met koude, zachte en warme weersomstandigheden) tonen in al deze gevallen een verbetering van de energiebalans van het gebouw, die relevant is bij warme en zachte weersomstandigheden;
- De ontwikkeling van een systematische LCA- en LCC-analyse, die leidt tot een geraamde kostprijs van 225 €/m2, met een energieterugverdientijd tot 1,7 jaar bij optimale weersomstandigheden.
Deze resultaten bieden de mogelijkheid de basis te leggen voor een nieuwe generatie semi-transparante PV-apparaten waarbij zowel anorganische als organische technologieën worden gebruikt. (bron: EnergyVille)
Het consortium dat deelnam aan dit project bestond uit 8 partners uit 5 verschillende landen, waaronder 4 toonaangevende OTO-organisaties (IREC, CEA, imec en Tekniker, met een grote kennis op het gebied van geavanceerde PV-apparatuur en -technologieën), 3 op technologie gebaseerde KMO's (Onyx, Advent en Kenosistec) en een groot bedrijf (Armor Beautiful Light ABL, producent van OPV-modules).
Dit project is gefinancierd door het H2020-kaderprogramma van de Europese Unie onder subsidieovereenkomst nr. 826002, project Tech4Win (Disruptive sustainable technologies for next generation PV windows).
