Rendement zonnecellen kan veel hoger

woensdag 25 september 2002 10:33

ECN wil meer aandacht voor vernieuwend onderzoek naar zonne-energie

Nederlandse onderzoekers willen het rendement van zonnecellen fors verhogen. Om dit te bereiken moeten de belangrijkste verliezen die optreden bij de omzetting van zonlicht naar elektriciteit, drastisch worden verminderd. Ruim zeventig wetenschappers droegen hiervoor een half jaar geleden ideeën aan tijdens de workshop 'Grensverleggende Ideeën voor Fotovoltaïsche Conversie'. Het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) organiseerde de workshop in het kader van het Joint Solar Panel, een project van Stichting Shell Research en ECN. De ideeën staan uitgewerkt in een eindverslag, dat kort geleden is verschenen.

"Momenteel is het rendement van de allerbeste laboratoriumcellen 34%. Zulke cellen zijn echter bijna onbetaalbaar en het rendement van grote commerciële zonnepanelen met een optimale prijs/prestatieverhouding is dan ook veel lager, maximaal zo'n 15%," zo schetst prof.dr. Wim Sinke, unitmanager Zonne-energie bij ECN, de prestatie van de huidige zonnecellen. "Theoretisch is het mogelijk om een omzettingsrendement van 85% te halen. Voor een onderzoeker is het natuurlijk een onverdraaglijke gedachte dat de verschillen zo groot zijn. Zonnepanelen met een rendement van 85% zullen wij nooit kunnen kopen, maar ik schat dat we in het lab zeker 60% kunnen halen en in de productiepraktijk 30 tot 50%."

Zover is het nog lang niet. Sinke: "Om het gat tussen theorie en praktijk drastisch te verkleinen, moeten we meer doen dan bestaande celontwerpen en productiemethodes verfijnen. We moeten op zoek gaan naar fundamenteel andere concepten. Wij willen de belangstelling voor dit type onderzoek stimuleren door te laten zien dat het grensverleggend, wetenschappelijk uitdagend en bovendien heel nuttig is. Bij ECN staan we met onze voeten in de klei van de praktijk, maar we durven ook vijftig jaar vooruit te kijken. We weten dat we geen overspannen verwachtingen mogen wekken, maar ook dat we geen genoegen mogen nemen met wat we nu hebben. In de workshop hebben we de horizon van de zonnecelontwikkeling duidelijk geschetst. Het is nu aan de onderzoekers om op weg te gaan, stap voor stap."

Spectrum

Bij de omzetting van zonlicht in elektriciteit gaat veel energie verloren. In een perfecte, ongestapelde zonnecel is dat ongeveer 70%. Het grootste deel daarvan (55%) komt doordat de zonnecel alleen optimaal werkt bij één kleur licht, terwijl zonlicht uit heel veel kleuren bestaat. Tijdens de workshop werden twee hoofdroutes genoemd om dit probleem aan te pakken. Bij de eerste route probeert men de zonnecel aan te passen aan het spectrum, zodat die een breder kleurgebied efficiënt kan omzetten. Een reeds lang bekende methode stapelt zonnecellen van verschillende materialen, maar er zijn andere oplossingen denkbaar en bedacht. Bij de tweede route wordt het zonlicht zélf, voordat het in de zonnecel wordt gebruikt, omgezet naar licht dat beter op de cel is afgestemd. Deze zogeheten spectrumconversie vormt een geheel andere aanpak dan gebruikelijk en biedt perspectief voor de zonnecel van de toekomst.

Voor een hoger rendement van zonnecellen is het ook mogelijk om het zonlicht te concentreren. Diffuus zonlicht, in Nederland goed voor 60% van de zonne-energie, kan worden verzameld met geometrische structuren en worden geconcentreerd. Het geconcentreerde zonlicht kan vervolgens eventueel worden gesplitst in verschillende componenten, die elk met een eigen optimale zonnecel kunnen worden omgezet in elektriciteit. De totale energieopbrengst kan dan veel hoger zijn dan bij wit zonlicht. Hierdoor kan zonne-energie in Nederland meer elektriciteit leveren dan tot voor kort werd aangenomen.

Het eindverslag van de workshop is te downloaden via http://www.jointsolarpanel.nl

Informatie:

Voor meer informatie kunt u contact opnemen met
Conny Ruitenburg
ECN persvoorlichting
telefoon 0224 56 4050
e-mail: ruitenburg@remove-this-part-ecn.nl

Categorie: Zonne-energie