<p>Optimale zonnecellen dankzij TU Delft onderzoek.</p>

Optimale zonnecellen dankzij TU Delft onderzoek.

(Foto: Bron: Shutterstock)

Optimaal rendement uit zonnecellen

We zien telkens meer zonnepanelen verschijnen. Helaas kan niet iedereen de aanschaf betalen. Maar wat als je meer energie uit goedkopere panelen kan halen? Nieuw TU Delft onderzoek laat zien dat een bijna maximaal rendement op economisch materiaal binnen handbereik is.

Door Martijn Boerkamp

Delft-Een internationaal team van onderzoekers, waaronder onderzoekers van de Photovoltaic Materials and Devices-groep van de TU Delft, heeft grote stappen gezet in de optimalisatie van zonnecellen. Hun onderzoek richtte zich op de combinatie van maximaal rendement, waarbij de productiekosten laag blijven. Deze combinatie resulteert daarmee tot meer gebruik en een vergroting van duurzaamheid.

Wat is een zonnecel?

In een zonnecel wordt licht omgezet in bruikbare elektriciteit. Een zonnecel bestaat uit een aantal lagen, waaronder een laag die het licht opvangt. De energie van het licht zorgt ervoor dat elektronen in beweging komen en uit die laag vrijkomen. Elk elektron dat vrijkomt, laat een lege plek achter, die weer opgevuld wordt met een nieuw elektron, dat op zijn beurt weer door licht kan worden vrijgemaakt. Het resultaat is een elektrische stroom waaruit je energie haalt.

Ideale zonnecel

Een ideale zonnecel moet voldoen aan drie voorwaarden:
1: Een transparante laag, waarmee al het licht opgevangen wordt.
2: Het materiaal moet goed geleidend zijn, zodat de elektrische stroom met zo min mogelijk weerstand kan stromen.
3: Je moet voorkomen dat het vrijgekomen elektron in de lege plek terugvalt; ook wel ‘passivering’ genoemd. Bij het terugvallen gaat namelijk de energie verloren.
Als alle drie de eigenschappen optimaal zijn, heb je een ideale zonnecel.

Resultaten

Onderzoek liet zien dat zonnecellen, gemaakt uit nanokristallen van silicium carbide, aan de drie voorwaarden voldoet, én lage productiekosten heeft. Dit is aangetoond met een prototype zonnecel, gemaakt door Duitse collega’s van het Forschungszentrum Jülich. Zij haalden een rendement van 24%, wat vergelijkbaar is met duurdere zonnecellen. Uitgebreide simulaties in Delft, naar hoe goed het licht op atomaire schaal wordt opgevangen en daarmee elektronen vrijmaakt, leverden een extra verhoging tot 26%: maar 1% minder dan het praktisch maximaal haalbare rendement. Een rendement van meer dan 27% zal namelijk leiden tot duurdere materialen, waardoor niemand de aanschaf meer kan veroorloven.

Toekomstplannen

TU Delft wetenschapper Rudi Santbergen zegt over het onderzoek: “Onze collega’s in Jülich hebben al ideeën hoe ze hun productieproces kunnen bijstellen om zo deze grote stap voorwaarts te realiseren.”

Een duurzame wereld, waarbij we optimaal gebruik maken van de energie die dagelijks op ons dak valt, is hiermee weer een stap dichterbij.

Meer berichten

Het lokale nieuws in uw mailbox ontvangen?

Aanmelden