Perovskiet-zonnecellen: de groene revolutie van de energietransitie staat voor de deur!

Perovskiet-zonnecellen: de groene revolutie van de energietransitie staat voor de deur!

Michael Saliba, hoofd van het Institute for Photovoltaics aan de Universiteit van Stuttgart, wijst op het enorme belang van perovskietzonnecellen voor een duurzame energietransitie. De materialen, waarvan de structuur doet denken aan kristallen, bieden een veelbelovende basis voor de ontwikkeling van zonnecellen en halfgeleiders omdat ze zonlicht efficiënt kunnen absorberen en omzetten in elektrische stroom. De productiemethoden zijn vergelijkbaar met druktechnieken die al bekend zijn uit de krantenproductie. Dit maakt de productie potentieel kosteneffectiever dan traditionele siliciumzonnecellen, waarvoor extreem zuivere materialen nodig zijn. Perovskieten daarentegen zijn tolerant voor onzuiverheden, wat de toepassing ervan veel gemakkelijker maakt, zoals uni-stuttgart.de gemeld.

Onderzoek naar perovskieten richt zich ook op het stabiliseren van deze materialen omdat ze kwetsbaar zijn voor water, zuurstof en licht. De eerste modules zijn al geproduceerd en op het dak van het instituut geïnstalleerd, maar de grootschalige marktintroductie zal nog enige tijd vergen. De komende twintig jaar zijn er in totaal 10.000 tot 20.000 satellieten gepland voor een lage baan om de aarde, waarnaar het speciale ATLAS-onderzoeksproject in Stuttgart onderzoek doet. De verwachting is dat de eerste perovskieten volgend jaar of het jaar daarna de ruimte in worden gestuurd.

Technologische vooruitgang en efficiëntie

Perovskiet-zonnecellen worden gekenmerkt door hoge efficiëntie en flexibele toepassingsmogelijkheden. In het laboratorium werden prototypes ontwikkeld met een efficiëntie tot 26,95 procent. De combinatie van perovskieten met silicium in tandemcellen heeft zelfs een efficiëntie bereikt van ruim 30 procent, in individuele gevallen zelfs tot 34,6 procent. Deze technologie maakt efficiënter gebruik van verschillende lichtgebieden en zou op die manier de meest veelbelovende innovatie voor fotovoltaïsche zonne-energie en de energietransitie kunnen vertegenwoordigen Wetenschappelijk Mediacentrum vat samen.

Uit een langetermijntest in Berlijn blijkt dat de prestaties van perovskiet in de zomer stabiel blijven, terwijl er in de winter een daling van ongeveer 30 procent plaatsvindt, wat te wijten is aan seizoensschommelingen. Ondanks deze uitdagingen hebben langetermijntests bevestigd dat de efficiëntieverliezen in de zomer minimaal zijn en dat er omkeerbare efficiëntieveranderingen kunnen optreden in de dag-nachtcyclus.

Marktvolwassenheid en uitdagingen

De eerste perovskietzonnecellen zijn al op de markt gekomen, maar er wordt nog steeds onderzoek naar gedaan vanwege hun stabiliteit op de lange termijn en de noodzaak om hun duurzaamheid in het veld te bewijzen. Er zijn economische voordelen verbonden aan lage productiekosten en een laag energieverbruik, maar er is nog steeds onderzoek nodig om de materialen milieuvriendelijker en duurzamer te maken. Het gebruik van lood in het productieproces is een aanzienlijk milieuprobleem dat moet worden aangepakt om duurzaam gebruik te garanderen.

Bovendien is het onderzoek gericht op de ontwikkeling van loodvrije alternatieven die het potentieel van perovskieten verder kunnen vergroten. De uitdagingen, zoals efficiëntieverliezen in de vroege stadia en de gevoeligheid van materialen voor vocht, moeten ook worden aangepakt om de wijdverbreide toepassing van perovskietoplossingen te realiseren, zoals vermeld in een document van de Forumpublicatie wordt nader onderzocht.

Samenvattend vormen perovskietzonnecellen, ondanks de bestaande uitdagingen, een sleutelfactor voor de volgende generatie fotovoltaïsche zonne-energie vanwege hun hoge efficiëntie, kosteneffectiviteit en flexibele materiaaleigenschappen. Verbeteringen in de stabiliteit en het begrip van de seizoensdynamiek zijn cruciaal om het volledige potentieel van deze technologie te realiseren en een significante bijdrage te leveren aan de energietransitie.