Hoe een chemische poetsbeurt zonnepanelen plots veel krachtiger maakt

Een nieuwe techniek om onzuiverheden te verwijderen brengt zonnepanelen op basis van perovskiet en silicium naar een recordefficiëntie. Maar hoe werken deze panelen eigenlijk en wanneer liggen ze in de winkel?

Een zogenoemde perovskiet-silicium tandemzonnecel van onderzoekers uit China behaalde een rendement van 31,71 procent. Gewone siliciumpanelen op je dak halen doorgaans tussen de 18 en 23 procent. Dat is een groot verschil.

Deze hoge efficiëntie is mogelijk door een nieuwe zuiveringstechniek. Bij de productie van perovskietlagen blijft er vaak een restje loodjodide achter. Dat is een bijproduct van onvolledige kristallisatie. Dat restje verstoort het transport van de elektrische lading en zorgt ervoor dat energie verloren gaat als warmte in plaats van als elektriciteit. 

De onderzoekers ontwikkelden een chemische polijstmethode die dit loodjodide selectief verwijdert zonder de perovskietlaag zelf aan te tasten. Het resultaat: minder energieverlies, een hogere spanning en uiteindelijk meer stroom uit hetzelfde zonlicht.

Wat is perovskiet eigenlijk?

Perovskiet is geen specifiek materiaal, maar een familie van kristalstructuren met een bepaalde chemische formule. In zonnecellen worden meestal combinaties van lood, jodium en organische moleculen gebruikt. Deze materialen absorberen licht extreem goed en kunnen het efficiënt omzetten in elektrische stroom.

Het grote voordeel van perovskieten is dat ze relatief eenvoudig te maken zijn. Bij siliciumzonnecellen zijn hoge temperaturen en ingewikkelde productieprocessen nodig. Perovskietlagen kun je in principe aanbrengen door een vloeistof op een oppervlakte te smeren en het te laten drogen. De productie is daardoor potentieel veel goedkoper.

Waarom silicium en perovskiet combineren?