• 03/07/2013

Onderzoek: beter rendement dunne-film zonnecellen

Wetenschappers van imo-imomec hebben internationale records gevestigd bij onderzoek naar verschillende types 'dunne-film zonnecellen'.

Trefwoorden: #hybride zonnecel, #imec, #imo-imomec, #Solliance, #Universiteit Hasselt, #zonnecellen

Lees verder

research

ENGINEERINGNET -- Een team onderzoekers wist het rendement van een zonnecel op basis van een nieuw anorganisch materiaal op te krikken tot 9,7% (het aantal procent van de lichtenergie dat wordt omgezet in elektriciteit). Op een zonnecel van nieuw organisch materiaal werd dan weer een rendement gehaald van 10,8%.

“Efficiëntie-records van wereldniveau, die ons een stap dichter brengen bij een markt met goedkopere, kwaliteitsvolle zonnecellen”, zegt prof. dr. Dirk Vanderzande, directeur van imo-imomec.

Daarnaast werd ook een belangrijke doorbraak gerealiseerd in de ontwikkeling van ‘zonnecel-ramen’.

Dunne-film zonnecellen worden gemaakt op basis van organische (polymeren en koolstof) of anorganische materialen.

Ze zijn 100 tot zelfs 1.000 keer dunner dan de klassieke zonnecellen uit silicium, uiterst flexibel (oprol- en plooibaar) én te gebruiken op uiteenlopende ondergronden (van papier tot textiel). Organische dunne-film zonnecellen zijn bovendien transparant en te verkrijgen in verschillende kleuren.

Een belangrijk nadeel van deze nieuwste generatie zonnecellen is echter het beperkte rendement. De uiteindelijke opzet van het imo-imomec-onderzoeksteam – een onderzoek dat eveneens kadert in het grensoverschrijdend samenwerkingsverband Solliance – is dan ook een veilige, goedkope dunne-film zonnecel met een hoog rendement.

In het domein van de anorganische dunne-film zonnecellen heeft imo-imomec intussen een belangrijke stap in dat verband gezet.

Dr. Marc Meuris: “Anorganische dunne-film zonnecellen worden op dit ogenblik gemaakt van twee materiaalcombinaties: cadmium telluride (CdTe) of koper indium gallium selenide (CIGS). Maar cadmium is erg giftig, terwijl indium en gallium relatief schaars zijn. Je zit met andere woorden met materialen die ofwel ongezond zijn, ofwel – bij gebruik op grote schaal – bijzonder duur kunnen worden.”

Imo-imomec richtte zich op een alternatief anorganisch materiaal uit koper, zink, tin, zwavel en selenium. Stoffen die veilig zijn en die - op selenium na - relatief veel voorkomen.

“Wij ontwikkelden een zonnecel van koper, zink, tin en selenium (CZTSe) die 9,7% van de lichtenergie omzette in elektriciteit”, aldus dr. Meuris.

Het doel van de onderzoekers is nu om binnen de drie jaar het rendement van de zonnecel uit koper, zink, tin, zwavel en selenium verder op te krikken tot 15%.

In het domein van hybride printbare zonnecellen vestigde imo-imomec eveneens een ‘efficiëntie-record’. Dr. ir. Bert Conings (UHasselt) ontwikkelde een hybride zonnecel (een zonnecel bestaande uit anorganisch en organisch materiaal) met een rendement van 10,8% - waarmee hij de magische 10%-grens doorbrak.

Het rendement van deze hybride zonnecel ligt hoger dan die van de amorf silicium zonnecellen die momenteel worden gebruikt in rekenmachines en andere draagbare elektronische toepassingen.

Ook op het vlak van de zonnecelramen-technologie boekt imo-imomec successen. Recent stelde dr. Tom Aernouts (imec) aan de UHasselt een demonstratiemodel voor van een glasraam bestaande uit organische zonnecellen.


(GL) (bron en foto: Imec)

ACHTERGROND
Imo-imomec is het gemeenschappelijk onderzoeksinstituut van de Universiteit Hasselt en het onderzoekscentrum imec.
Binnen het grensoverschrijdend samenwerkingsverband Solliance – een consortium rond dunne-film zonnecellen in de regio Eindhoven-Leuven-Aken (ELAT) - speelt imo-imomec een voortrekkersrol in het onderzoek van dunne-film zonnecellen op basis van koper, zink, tin, zwavel, selenium.