Sensitized Oxides
Het onderzoek en het doel
Wil zonne-energie op den duur rendabel worden, dan moeten de kosten van de zonnecel drastisch omlaag en het rendement van de omzetting van zonlicht in elektriciteit aanzienlijk omhoog. Hiervoor zijn nieuwe zonnecelconcepten nodig. De vaste kleurstof zonnecel heeft alles in zich om de benodigde kosten- en rendementsdoelstellingen te halen. Er is besloten in dit onderzoeksproject te concentreren op de kostenkant van de zonnecel, en om in een later stadium het rendement stapsgewijs te verhogen.
ECN's aanpak en de bijdrage aan het Nederlandse, Europese en mondiale onderzoek
Het concrete doel van het project is om een vaste stof kleurstof zonnecel te ontwikkelen die zowel qua rendement als qua stabiliteit kan wedijveren met de bekende vloeistof kleurstofzonnecel, ook wel de Gr?tzel zonnecel genoemd naar de Zwitserse uitvinder prof. M. Gr?tzel. Het meest bijzondere van het project is het vervangen van de vloeistof door een metaal of een andere stabiel, vast materiaal. Onlangs is in een publicatie aangetoond dat dit principieel mogelijk is. De vloeistofcellen behalen inmiddels op laboratoriumschaal (oppervlakten ~ 1 cm2) een rendement van 10%. De projectdoelstelling is een vaste stof kleurstof zonnecel die 10% rendement haalt en een stabiliteit van 10 jaar heeft. Dit vergt onderzoek en ontwikkeling op verschillende terreinen: materialen, morfologie, het ontwerp van zonnecellen op basis van nieuwe materiaalcombinaties en de produceerbaarheid. Er wordt onder meer gedacht aan het gebruik van flexibele substraten om zowel de kosten als de toepassing laagdrempelig te houden.
Recent (gepubliceerde) resultaten
- Dye Solar Cells Without Electrolyte or Hole-transport Layers: a Feasibility Study of a Concept Based on Direct Regeneration of the Dye by Metallic Conductors, F. O. Lenzmann, B.C. O?Regan, J.J.T. Smits, H.P.C.E. Kuipers, P.M. Sommeling, L.H. Slooff and J.A.M. van Roosmalen, Prog. Photovolt: Res. Appl. 2005; 13:333?340.
Overige interessante informatie
Schematische voorstelling van een vaste kleurstof zonnecel met een metaal als tegenelektrode. Insert: TEM-opname van nanokristallijn titaandioxide (TiO2, 'transparant') beladen met goud (Au) nanodeeltjes (donker).
