Zoutbad voor zonnecellen: Hoog rendement en lange levensduur voor perovskietmodules

Zonnemodules die gebruik maken van perovskiet in plaats van silicium kunnen al een efficiëntie tot 26 procent behalen - en dat op grote schaal en tegen betaalbare prijzen. Hiermee ligt het calcium- en titaniummineraal voor op bekende zonnesystemen, die doorgaans 20 procent halen.

En dat is nog niet eens het einde van het verhaal. Als de technologieën gecombineerd worden, zou 40 procent binnen bereik moeten liggen. Bijna elk dak zou dan het eigen elektriciteitsverbruik kunnen dekken.

Helaas is er een probleem met de levensduur. Zonnecellen die gemaakt zijn van perovskiet beginnen na een paar maanden, of op zijn laatst na een jaar, hun efficiëntie te verliezen omdat de gevoelige structuur degradeert.

Zonnemodules van silicium daarentegen kunnen zelfs na 20 jaar op het dak nog 80 procent van hun oorspronkelijke rendement halen. Tegen die tijd zijn de aanschafkosten al lang afgeschreven en wordt er elektriciteit opgewekt tegen onverslaanbare productiekosten.

En dat is niet alleen een reclamebelofte. De eerste grote systemen bereiken net deze leeftijd en zijn nog steeds in bedrijf - ook al geldt dit natuurlijk niet voor alle oude modules.

Een onderzoek waarbij MIT en privébedrijven betrokken zijn, toont nu een manier om perovskiet of zogenaamde tandemzonnecellen van perovskiet en silicium aanzienlijk te verbeteren.

Wat echt opwindend is, is dat de ontwikkelde technologie twee punten tegelijk aanpakt. De levensduur kan worden verlengd en het rendement kan in één stap verder worden verbeterd.

Hiervoor wordt het gevoelige oppervlak van het mineraal, dat ontleedt wanneer het aan zonlicht wordt blootgesteld, in een zoutbad ondergedompeld. Het loog met hexylammoniumbromide sluit defecten in de roosterstructuur en vormt ook een fijne film op het oppervlak.

De resulterende nog zuiverdere structuur biedt iets meer efficiëntie. Maar bovenal worden de aanvalspunten gesloten die anders verantwoordelijk zijn voor het oplossen van het perovskietkristal tijdens de omzetting van licht in elektriciteit.

Het experimenteren is nog lang niet voorbij. Afhankelijk van de samenstelling van de perovskietzonnepanelen en de oplossing van verschillende zouten die gebruikt worden, worden nog meer overtuigende resultaten verwacht.

Volgens de betrokkenen zou de implementatie voor marktklare productie binnen een paar jaar gerealiseerd kunnen zijn. En misschien zijn er over 30 jaar wel grote zonnesystemen met tandemcellen van 20 jaar oud die nog steeds vrij goedkoop elektriciteit produceren. Een mooi vooruitzicht, tenslotte.