Deze zonnecellen van de toekomst houden het nu langer vol én wekken meer energie op

Wetenschappers zijn erin geslaagd om zonnecellen gemaakt van perovskiet een efficiëntie van 27,2 procent te laten aantikken. Tegelijkertijd gaan ze veel langer mee dan hun voorgangers. Het geheim zit hem in het beter verdelen van de ingrediënten op microscopisch niveau.

De zonnepanelen die nu op de meeste daken liggen, zijn gemaakt met silicium. Dat werkt prima, maar de techniek loopt langzaam tegen zijn natuurkundige grenzen aan. Daarom kijken onderzoekers al jaren reikhalzend uit naar perovskiet. Dit materiaal is in theorie goedkoper te produceren, lichter en flexibeler. 

Er was tot nu toe echter één groot probleem: het materiaal is vaak instabiel en verliest snel zijn werking. Een nieuwe studie laat zien dat dit probleem opgelost kan worden door de interne structuur van de zonnecel 'gladder' te strijken.

Oppervlakte gladstrijken

Bij het maken van perovskietfilms wordt vaak chloor toegevoegd om de kristalstructuur te helpen vormen. Uit de analyse van de onderzoekers bleek echter dat dit chloor zich niet netjes verspreidde. Het hoopte zich op bepaalde plekken op, terwijl het op andere plekken nauwelijks aanwezig was. Het resultaat was een oneffen structuur die niet goed presteerde. 

De wetenschappers voegden zogeheten alkalimetaal-oxalaten toe aan het mengsel. Tijdens het productieproces vallen deze stoffen door de hitte uiteen, waarbij ze deeltjes vrijgeven die zich specifiek aan het chloor binden. Dit zorgt ervoor dat het chloor perfect gelijkmatig over de hele film wordt verdeeld. Doordat de 'klontjes' verdwijnen, worden de barrières die normaal gesproken de stroom tegenhouden, weggenomen.

Hoge energie-opbrengst én levensduur

Het resultaat: de nieuwe zonnecel behaalde een efficiëntie van 27,2 procent. Dat is een uitzonderlijk hoog percentage, zeker voor een enkele cel, en het brengt perovskiet op een niveau dat kan concurreren met de allerbeste siliciumcellen.

Misschien nog wel belangrijker dan de hoge energieopbrengst is dat deze nieuwe methode de zonnecel veel robuuster maakt. Normaal gesproken hebben perovskietcellen namelijk een achilleshiel: ze kunnen slecht tegen hitte en langdurig licht. 

Deze nieuwe variant had na meer dan 1.500 uur continu gebruik in fel licht nog steeds ruim 86 procent van zijn oorspronkelijke vermogen. Zelfs toen de onderzoekers de temperatuur opschroefden naar 85 graden Celsius, bleef de cel na 1.000 uur nog voor bijna 83 procent presteren.

Wel een kanttekening: tot nu toe is deze technologie enkel in het laboratorium getest. Of en wanneer deze technologie beschikbaar wordt voor consumenten, is koffiedik kijken.

Lees meer over energie en mis niets met de Bright-app.