Revolutie in Stuttgart: hoe perovskietzonnecellen de energietoekomst vormgeven!

Revolutie in Stuttgart: hoe perovskietzonnecellen de energietoekomst vormgeven!

Dr. Afshan Jamshaid, een postdoctoraal onderzoeker uit Pakistan, en Asfaw Assegde, een onderzoeker uit Ethiopië, werken bij het Institute for Photovoltaics (ipv) van de Universiteit van Stuttgart. Dit instituut staat bekend om zijn leidende rol in de ontwikkeling van fotovoltaïsche technologie. Assegde is gespecialiseerd in de verbetering van de stabiliteit van perovskietzonnecellen en de samenstellingstechniek en heeft tot doel anorganische transparante zonnecellen te ontwikkelen die in de toekomst als ramen in huishoudens zullen dienen. Hij groeide op in een gebied zonder elektriciteit en weet hoe waardevol zonne-energie kan zijn, vooral in regio’s met weinig toegang tot elektriciteit.

Assegde benadrukt ook het belang van het bieden van hoge kwaliteit aan wetenschappelijke instrumenten en faciliteiten in Duitsland. Hij is van plan om in het komende decennium terug te keren naar Ethiopië om een ​​onderzoekscentrum voor hernieuwbare energie te bouwen. Ook wil hij een start-up oprichten om zijn onderzoeksresultaten in de praktijk te brengen. Stuttgart, bekend om zijn combinatie van stads- en natuurleven, biedt hem de inspiratie die hij nodig heeft, niet in de laatste plaats dankzij de nabijheid van het Zwarte Woud en de beschikbaarheid van halal voedsel.

De sleuteltechnologie: perovskietzonnecellen

Perovskiet-zonnecellen worden beschouwd als een sleuteltechnologie voor de energietransitie. Sinds 2009 hebben ze hun efficiëntie verhoogd van slechts 3% naar ruim 31%, wat hun potentieel als duurzame oplossing voor zonne-energie onderstreept. Hun uniekheid ligt in de kristalstructuur, die organische en anorganische componenten combineert. Deze technologie maakt een hoge flexibiliteit en een veelzijdige materiaalsamenstelling mogelijk, wat beslissende voordelen biedt ten opzichte van traditionele zonnecellen.

Het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) ondersteunt onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten om de efficiëntie en levensduur van metaalhalide-perovskietzonnecellen te vergroten. Het doel is om de commercialisering van deze technologie te versnellen en de productiekosten aanzienlijk te verlagen. Perovskieten vertegenwoordigen het belangrijkste absorptiemateriaal of de ‘actieve laag’ in deze zonnecellen, wat betekent dat ze licht absorberen en daardoor geladen deeltjes exciteren die elektrische energie produceren.

Vergelijking met traditionele zonnecellen

• Wirkungsgrad: Perowskit bis zu 25%, traditionelle etwa 15-20%
• Produktionskosten: Perowskit deutlich günstiger
• Flexibilität: Perowskit sehr hoch, traditionelle begrenzt

De voordelen van perovskietzonnecellen kunnen niet over het hoofd worden gezien: ze bieden een hogere efficiëntie en prestaties, aanzienlijk lagere productiekosten en een breed scala aan toepassingen, van draagbare apparaten tot architecturale oplossingen. Niettemin worden ze geconfronteerd met uitdagingen zoals stabiliteit op de lange termijn en gevoeligheid voor vochtige omgevingen. Er zijn ook zorgen over de toxiciteit van bepaalde materialen.

Recente ontwikkelingen laten zien dat bedrijven als Oxford PV, CubicPV en Saule Technologies werken aan vooruitgang in de technologie. Proefprojecten tonen al het potentieel voor commerciële toepassingen aan. Zonne-energieOnline voorspelt dat de marktomvang van perovskietzonnecellen zou kunnen toenemen van 301,3 miljoen dollar in 2023 tot meer dan 15 miljard dollar in 2031, wat neerkomt op een CAGR van 64,61%.

Onderzoek naar perovskiettechnologie zou niet alleen een revolutie teweeg kunnen brengen in de zonne-energie, maar ook een beslissende bijdrage kunnen leveren aan het terugdringen van de CO₂-uitstoot. Consumenten kunnen zich verheugen op een grotere kostenefficiëntie en een verbeterde energieopbrengst. Het Amerikaanse ministerie van Energie is optimistisch over de integratie van deze technologie in bestaande systemen, wat de mondiale energiemix permanent zou kunnen veranderen.