Zonnecelonderzoeker: zonnepanelen op auto’s en treinen ‘kwestie van tijd’

Niet iedereen is even enthousiast over de traditionele zonnepanelen. Ze zijn duur en zeker in het regenachtige Nederland ben je al snel vele jaren verder voordat je de aankoopkosten eruit hebt bespaard. Wetenschappers van de Engelse Sheffield universiteit zijn er echter in geslaagd een alternatief te ontwikkelen dat zonne-energie goedkoper, op veel grotere schaal toepasbaar en daarmee een stuk interessanter kan maken: ‘spuitbare’ zonnepanelen.

Het hoofdingrediënt van het nieuwe type zonnecel is perovskiet. Het mineraal is al ruim honderd jaar bekend bij wetenschappers, maar pas in 2009 ontdekte men de kwaliteiten waar het het omzetten van zonnestralen in elektriciteit betreft. Hoewel perovskiet minder efficiënt is in het omzetten van zon in elektriciteit dan de traditionele silicumzonnecellen, namelijk 19% tegen 25%, zijn er veel voordelen aan de nieuwe technologie verbonden.

Zo is perovskiet minder duur en heeft een zonnecel genoeg aan een extreem dun laagje van het materiaal (1 micrometer tegen 180 micrometer bij silicumzonnecellen). Perovskiet zou met een verfspuitbus kunnen worden aangebracht, wat betekent dat de perovskietzonnecellen op grote schaal geproduceerd kunnen gaan worden.

De mogelijkheden lijken daarmee eindeloos. Denkt u maar eens aan een wegdek of de daken en muren van uw huis als één groot zonnepaneel. Zelfs in Nederland, met vrij weinig zonuren, zou zonne-energie plotsklaps een heel stuk interessanter worden. Maar is perovskiet inderdaad zo’n ongebreideld succesverhaal?

Ruud Schropp, zonnecelonderzoeker bij het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) en professor bij de TU in Eindhoven, is positief gestemd over perovskiet, maar ziet nog wel wat te nemen hobbels: “De ontwikkelingen met perovskiet zijn heel snel gegaan, het rendement wat met perovskietzonnecellen is gehaald is in hoog tempo omhooggeschoten, dat maakt het interessant. Maar de stabiliteit laat nog te wensen over: het gaat om testen in het laboratorium op kleine oppervlaktes van 1 cm2, waarbij slechts op een klein stukje in dat toch al kleine oppervlak een rendement van 19% wordt gehaald.”

Naast problemen met de stabiliteit is het bovendien moeilijk gebleken om een flinterdunne laag perovskiet gelijkmatig over grotere oppervlakken aan te brengen, en is perovskiet enorm gevoelig voor zuurstof, wat betekent dat er ook een manier moet worden bedacht om het materiaal volledig luchtdicht in te pakken. En dan is er nóg een probleem: het perovskiet waarmee nu wordt gewerkt bevat het giftige lood, wat het commercieel minder interessant maakt. Experimenten waarbij het lood wordt vervangen door tin bereiken tot nu toe een rendement van maximaal 6,4%, fors lager dus.

Ondanks deze kinderziektes is Schropp positief over de ontwikkelingen van perovskietzonnecellen en ziet de wetenschapper talloze mogelijkheden die het nieuwe materiaal biedt: “omdat het om buigbaar materiaal gaat zouden we het op treinen, auto’s en vrachtwagens kunnen aanbrengen. Het enige dat je nodig hebt is een egaal oppervlak van bijvoorbeeld plastic of folie. Ik denk dat perovskiet er wel komt, een kwestie van tijd.”