ENGINEERINGNET.BE - Zonne-energie is de snelst groeiende hernieuwbare energiebron.
Klassieke siliciumzonnecellen botsen op fundamentele limieten: ze kunnen maximaal zo’n 27 à 28% van het zonlicht omzetten in elektriciteit.
Perovskiet biedt een antwoord op die uitdagingen. In combinatie met silicium, in zogenoemde tandemzonnecellen, kan perovskiet een groter deel van het zonnespectrum benutten. Zo worden rendementen van 30 tot 35% mogelijk.
Noak wil dat potentieel benutten. De spin-off bouwt voort op meer dan tien jaar onderzoek bij IUMAT (het Instituut voor Materiaalonderzoek van UHasselt en imec) en binnen EnergyVille.
Stabiliteit op lange termijn is een belangrijke uitdaging voor perovskiet-siliciumtandemtechnologie: cellen mogen niet degraderen onder invloed van vocht, licht of warmte.
Waar veel stabiliteitsclaims gebaseerd zijn op tests in het labo, hebben imec en UHasselt de technologie gedurende vijf jaar buiten getest op meer dan tien locaties in Azië, Europa en Noord-Amerika.
Daarbij werden de zonnecellen blootgesteld aan uiteenlopende omstandigheden, van intense zon en extreme hitte tot hevige regen en temperaturen onder het vriespunt.
Die uitgebreide dataset vormt een stevige basis voor Noak om de commerciële haalbaarheid aan te tonen. In een volgende fase wordt de stabiliteit verder gevalideerd bij de opschaling naar industrieel niveau.
De chemische samenstelling van de perovskietlaag en de manier waarop die laag wordt aangebracht, zijn ontwikkeld met het oog op productie op grote schaal.
Daarnaast beschikt de spin-off over een eigen 3D-geweven folie die de elektrische verbindingen aan de achterzijde van de zonnecel integreert. Daardoor is er minder metaal nodig aan de voorzijde en gaat er minder zonlicht verloren.
De tandemcellen kunnen bovendien worden opgedeeld in kleinere cellen die op verschillende manieren met elkaar worden verbonden. Dat maakt verschillende ontwerpen mogelijk.
In combinatie met de 3D-folie helpt deze architectuur ook om het gebruik van dure en schaarse metalen sterk te verminderen. Zo worden tegelijk de kosten en de afhankelijkheid van kritieke grondstoffen beperkt.
Op de foto boven: de stabiliteit van pervoskiet-silicium-tandemcellen (links) en perovskiet-modules (rechts) wordt getest binnen en buiten de labo’s van EnergyVille.
