Extra topping met perovskiet geeft efficiënte zonnecellen

25 jan, 2019

Door twee technologiën te combineren heeft IMEC de efficiëntie van twee populaire bestaande zonnecellen verbeterd.

Onderzoekers van IMEC combineerden een perovskietcel met een CIGS (koper-indium-galliumselenide, een type dunnefilm zonnecel) of met een standaard siliciumcel. Een silicium- of CIGS-cel zet het infrarode deel van het zonlicht om in elektriciteit. Perovskiet converteert juist het zichtbaar licht. Dat resulteerde in tandemcellen met een record-efficiëntie.
De nieuwe tandemcellen bestaan uit een combinatie van een grotere CIGS- of siliciumcel van 4 cm2 met een kleine perovskietcel van zo’n 0,13 cm2. Het licht valt eerst op de perovskietcel die het zichtbaar licht omzet in elektriciteit, de rest van het licht gaat door naar de onderliggende cel die het infraroodlicht converteert.
Om een efficiënte tandemcel te maken hebben de onderzoekers de perovskietcel goed doorlaatbaar gemaakt voor infraroodlicht. Tevens is de bandgap van het perovskiet zo groot mogelijk gemaakt, namelijk 1,72 eV. De tandemcombinatie met CIGS levert een cel op met een efficientie van 24,6%, beter dan de 22,9% van de bestaande CIGS cellen, meldt IMEC. De tandemcel met silicium en perovskiet levert een zonnecel met een efficiëntie van 27,1%, iets hoger dan de de 26,6% die de beste siliciumcel tot nu toe levert. In de toekomst kan dat resultaat nog beter, tot meer dan 30% efficiëntie, denkt IMEC.
De bedoeling is dat deze tandemcellen in 2021 op de markt verschijnen, ter verbetering van de bestaande siliciumcellen die bijvoorbeeld op daken van huizen liggen. Perovskiet is tevens een dunnelaag-technologie zodat de combinatie met CIGS, ook een dunnelaag-cel, weer buigzame zonnepanelen oplevert die bijvoorbeeld op ramen en gevels geplaatst worden.
Partners in dit onderzoek zijn Solliance, een partnership rond dunnefilm-zonne-energie van onderzoeksorganisaties in Nederland, België en Duitsland, en EnergyVille, een Vlaams samenwerkingsverband voor duurzame energie. Het Duitse ZSW maakte de CIGS-module. De perovskietcel komt uit de samenwerking met EnergyVille en Solliance.