Redactie DuurzaamBedrijfsleven.nl 08 november 2011, 17:33

Baanbrekende zonnecel benadert theoretische efficiëntielimiet

Amerikaanse onderzoekers hebben een efficiëntierecord gevestigd in het omzetten van zonne-energie naar elektriciteit. Met een nieuwe zonnecel van gallium-arsenide wisten de onderzoekers een rendement van bijna 29 procent te behalen: een verbetering van 6 procent. Hiermee benaderen ze de theoretische limiet van ongeveer 34 procent.

Juiste banner 2021

De wetenschappers van Amerikaanse Lawrence Berkeley National Laboratory, verbonden aan het Department of Energy (DOE), toonden in hun onderzoek aan dat hoe beter een zonnecel fotonen uitzendt, hoe hoger de spanning en hoe groter het rendement van de cel zal zijn.

Een fundamenteel resultaat in de natuurkunde toont echter aan dat er een maximale efficiëntie is waarmee een zonnecel zonlicht kan omzetten in elektriciteit. Deze Shockley-Queisser efficiëntie limiet (SQ-limiet) is ongeveer 34 procent.

De onderzoekers toonden aan dat met de semigeleider gallium-arsenide de SQ-limiet bereikt kan worden. Met deze wetenschap wist het bedrijf Alta Devices Inc, mede-opgericht door de leider van het onderzoek, zonnecellen van gallium-arsenide te produceren waarmee een record omzettingsrendement van 28,4 procent werd bereikt.

De meest efficiënte zonnecellen voor commercieel gebruik zijn tot nu toe gemaakt van monokristallijne siliciumplaatjes en hebben meestal een omzettingsrendement van ongeveer 23 procent.

Silicium is een goedkope halfgeleider maar een zwakke verzamelaar van fotonen. Gallium-arsenide is daarentegen beter in het absorberen van fotonen, wat betekent dat veel minder materiaal nodig is om een efficiënte zonnecel te maken.

Gallium-arsenide is echter wel duurder dan silicium. Het materiaal absorbeert bij een bepaalde dikte zeker 10 duizend keer meer fotonen dan silicium, maar is toch niet 10 duizend keer zo duur. Op basis van deze kenmerken vormt gallium-arsenide het ideale materiaal voor het maken van zonnecellen.

Bron: Physorg

Foto: flickr.com

'Kernenergiestop Duitsland te snel besluit' (Hans van Baalen, VVD)

Hoe kan op Europees niveau het bedrijfsleven gestimuleerd worden duurzaam te ondernemen? “Op de eerste plaats moet het bedrijfsleven dat zelf doen. Het is een enorme marketingtool bij de burger, daar moet je als bedrijf op inspelen. Europa moet zich niet te veel bemoeien met de private sector: bedrijven investeren of ze investeren niet. De overheid moet het hen alleen gemakkelijker maken. “De huidige Europese weg is in ieder geval niet de goede. Massieve subsidies met ingewikkelde aanvraagtrajecten, zoals de Europese Commissie wil, zijn niet de oplossing. We moeten de wetgeving op milieugebied harmoniseren zodat er juist duidelijkheid ontstaat voor ondernemers. “Het is onverstandig om als Europa in je eentje met het ETS-systeem (Emissiehandel-schema, red.) te opereren, ook landen als de VS, China, India en Japan moeten hier aan mee doen. Wanneer zij niet mee doen heeft het weinig zin, Europa moet niet de weg alleen afleggen.” Er zijn diverse stakeholders op het gebied van duurzaamheid: de overheid, het bedrijfsleven, NGOs, etc. Bij welke partij moet nu het initiatief liggen? “Bij het bedrijfsleven en de consument. Ik vind dat zij afspraken moeten maken om duurzaamheid te bevorderen. De overheid kan het makkelijker maken en een voorbeeldfunctie invullen, zoals de stad Den Haag nu bijvoorbeeld doet. “Wij zijn voorstander van de Green Deals die minister Verhagen van EL&I met het bedrijfsleven heeft gesloten. Op het gebied van energie is de VVD een groot voorstander van de Europese energiepolitiek waarbij naast kernenergie ook raambouw wordt gegeven aan duurzame energie. “Er is een heel debat over kernenergie, maar wanneer kernenergie minder risicovol en schoner wordt, is het zeker een stap naar duurzaamheid. De Duitsers hebben besloten om in een periode van 20 jaar met kernenergie te stoppen, dat vind ik een te snel besluit. Het betekent wel dat de Duitsers versneld overstappen op duurzame energie en daar moeten we op aansluiten.” Innovatie speelt een belangrijke rol in het verduurzamen van bedrijven. Hoe kan de EU innovatie stimuleren? “De overheid doet al redelijk wat aan innovatie, alleen het bedrijfsleven loopt achter. De EU kan premies inzetten om Europese samenwerking te bevorderen, zodat bedrijven en onderzoeksinstellingen uit verschillende lidstaten gaan samen werken. Dat moet via simpele regels gebeuren, zodat ook het MKB mee kan doen. “Het grootste probleem is de onderuitputting van Europese fondsen. De meeste fondsen worden niet voldoende benut, vanwege de moeilijke aanvraagprocedure. De overheid moet dingen makkelijker maken in plaats van moeilijker. “SiliconValley is een mooi voorbeeld voor Europa. De overheid heeft daar de beste randvoorwaarden gecreëerd. Dat maakt onderzoeken goedkoper en ontwikkelingen makkelijker. We moeten dit niet compleet kopiëren, maar het belangrijkste is door eenvoudige regelgeving de mobiliteit van kennis stimuleren. Dan heb ik het niet over de kok voor een Chinees restaurant, maar kennismigranten van hoog niveau.” Hoe ziet een duurzaam Europa er in 2020 in het ideale geval uit, en welke rol heeft Nederland daarin gespeeld? "In de eerste plaats heeft Europa een bloeiende economie. Als het slecht gaat met de economie zijn duurzaamheid en milieu de eerste slachtoffers. Nederland moet zich richten op het toepassen van gas, daar zijn wij het beste in. Gas moet zuiniger, duurzamer en beter. “Nederland zal ook kennis exporteren naar landen die het gas nu nog laten affakkelen. Als je de waakvlam, die in Nederland al klein is, nog een beetje kleiner maakt, win je minder dan wanneer je in samenwerking met Rusland voorkomt dat daar miljoenen kubieke meters gas worden verspild. “We moeten de investering in duurzaamheid niet doen omdat het moet, maar omdat we de ambitie hebben. Passie werkt beter dan een moetje.” Wat doet u zelf aan duurzaamheid? “Ik reis voor 98 procent met het openbaar vervoer, dat is mijn belangrijkste wapenfeit. Ook probeer ik zo min mogelijk verpakkingsmiddelen te gebruiken, dat is alleen maar weggegooid geld en slecht voor het milieu.” Morgen belt DuurzaamBedrijfsleven.nl met D66-Europarlementariër Gerben Jan Gerbrandy. "Nu milieu en economie echt in elkaars verlengde zijn komen te liggen, denk ik dat we kunnen gaan doen wat we al die jaren hebben gewild: een duurzame economie." Foto: Dimsim_gr via Flickr.com