De zonnepanelen die op onze daken liggen zijn vrijwel allemaal gemaakt van silicium. Deze cellen zijn rigide, zwart en zwaar. Dat is anders met de kristalsoort perovskiet. Dit materiaal is relatief goedkoop makkelijk te bewerken, en haalt vergelijkbare efficiëntieresultaten als siliciumcellen. Perovskiet staat dan ook gelijk aan ontwerpvrijheid, bijvoorbeeld op oppervlaktes die niet volledig vlak zijn; denk aan daken van auto’s of schepen.
Kwetsbaar perovskiet
Maar het grote nadeel van perovskiet is dat het kwetsbaar is. Een constant bombardement van UV-straling door zonlicht zorgt ervoor dat zonnepanelen met het kristal na verloop van tijd veel capaciteit verliezen. En die kwetsbaarheid neemt toe als er vocht, of extreme hitte in het spel komt. Daarom proberen wetenschappers al langer het kwetsbare perovskiet op verschillende manieren te versterken.
Speciale beschermlaag
Een oplossing voor het gevaar van hitte claimen wetenschappers uit Hongkong nu gevonden te hebben. Ze ontwikkelden een speciale coating op basis van nikkeloxide, die ze de treffend ‘een thermisch robuuste ladingsextractielaag’ noemen. “Door deze laag behouden onze verbeterde cellen een efficiency van 90 procent met een rendement van 25,6 procent; zelfs bij hoge temperaturen rond de 60 graden Celsius gedurende meer dan 1.000 uur”, zegt professor Zhu Zonglong van het Department of Chemistry. “Dat is een mijlpaal.”
Ter illustratie: het rendement van de siliciumzonnepanelen op onze daken schommelt meestal tussen de 15 en 25 procent. Jaarlijks neemt dit rendement met een paar procentpunten af.
Warme klimaten
De coating opent deuren die eerder gesloten bleven voor perovskiet zonnecellen. Zhu: “Onze bevindingen kunnen het gebruik van deze cellen aanzienlijk verbreden, bijvoorbeeld in gebieden en klimaten waar de hoge temperaturen eerder een afschrikmiddel waren.”
Nu opschalen
Als het de industrie lukt om de weerbaarheid van perovskietcellen op grote schaal te verbeteren, kan dat een flinke daling betekenen in de kosten die gemoeid zijn bij het opwekken van zonne-energie. Voor nu moeten we nog even geduld hebben voordat de innovatie uit Hongkong gecommercialiseerd wordt. De tijdslijnen hiervoor zijn nog onbekend.
