Perovskiet-zonnecellen: de toekomst van energieopwekking in de ruimte!

Perovskiet-zonnecellen: de toekomst van energieopwekking in de ruimte!

De ruimte speelt een cruciale rol in het leven op aarde. Het zorgt ervoor dat het dagelijks leven soepel verloopt via GPS, weer- en televisiesatellieten. Deze satellieten zijn echter afhankelijk van een betrouwbare energiebron om te kunnen functioneren en worden voornamelijk aangedreven door zonnecellen. Ruimtevaart- en aardmissies zijn sterk afhankelijk van de elektriciteitsvoorziening. Ruimtestraling vormt echter een aanzienlijke bedreiging voor zonnecellen omdat het microscopische defecten in het halfgeleiderrooster veroorzaakt. Tegen deze achtergrond ontwikkelt een juniorgroep aan de Universiteit van Potsdam flexibele zonnecellen gemaakt van het innovatieve materiaal perovskiet, die zichzelf kunnen repareren.

Het bijzondere aan perovskietzonnecellen is dat roosterdefecten na beschadiging automatisch ‘genezen’ met behulp van mobiele ionen in het flexibele rooster. Deze nieuwe eigenschap zou een revolutie teweeg kunnen brengen in het gebruik van zonnecellen in de ruimte en een stabiele energiebron kunnen bieden voor toekomstige missies. Bij de ontwikkeling van deze technologie ligt de focus niet alleen op toepassingen in de ruimte, maar ook op de efficiëntie ervan op aarde. Perovskiet-zonnecellen overtreffen nu al de efficiëntie van traditionele siliciumzonnecellen en bieden opmerkelijke voordelen: ze zijn dunner, lichter en hebben een kleinere ecologische voetafdruk.

De toekomst van zonne-energie

De mogelijkheden voor het gebruik van perovskietzonnecellen zijn veelbelovend. Films op zonne-energie kunnen in de ruimte worden uitgerold om energie op te wekken voor astronauten op het internationale ruimtestation en voor toekomstige steden op de maan of Mars. Deze innovatie zou het gewicht en de lanceringskosten van ruimtemissies aanzienlijk kunnen verminderen. Ook worden er concepten ontwikkeld waarmee energie via microgolven naar de aarde kan worden overgebracht, waardoor de potentie van zonnecellen in de ruimte verder wordt vergroot.

Parallel aan de ontwikkelingen in de ruimte is de zonne-energie op aarde de afgelopen jaren aanzienlijk gegroeid. Volgens een rapport van Utopia is zonne-energie wereldwijd de goedkoopste vorm van energie geworden. Alleen al in Duitsland werden begin 2023 belangrijke mijlpalen bereikt. Het overschrijden van de grens van 100 GW, een nieuw feed-in-record van 45 GW op 18 maart en meer dan vijf miljoen zonne-energiesystemen zijn punten van groot belang. De uitbreiding van zonne-energie is echter niet altijd zonder tegenslagen verlopen. Na een fase van stagnatie tussen 2013 en 2018, veroorzaakt door bezuinigingen, is de expansie onder minister van Economische Zaken Robert Habeck weer op gang gekomen.

Technologische vooruitgang en uitdagingen

Een aanzienlijke daling van de kosten voor het opwekken van zonne-energie – van 50 cent in 2000 naar minder dan vier cent vandaag – heeft de markt verder gestimuleerd. Een aanzienlijk deel van 38% van de Duitse zonne-energie komt uit woningen. Wat vooral opmerkelijk is, is de voortdurende groei van zonne-energiesystemen op balkons, die momenteel slechts iets minder dan 1% van de totale elektriciteitsproductie voor hun rekening nemen. Critici waarschuwen echter voor mogelijke overproductie op zonnige en winderige dagen, wat kan leiden tot negatieve elektriciteitsprijzen.

De door de staat bepaalde vergoedingen voor exploitanten van zonne- en windenergiesystemen veroorzaakten in 2024 kosten van 18,5 miljard euro. Hoewel hoge vergoedingen vooral van toepassing zijn op oudere systemen, wordt de noodzaak erkend om de elektriciteitsopslag en het Europese elektriciteitsnet uit te breiden om de groeiende productie van zonne-energie efficiënt te kunnen beheren. Duitsland blijft een toonaangevende locatie voor onderzoek op het gebied van zonne-energie, waarbij het Fraunhofer Instituut een centrale rol speelt. Het is al duidelijk dat perovskietzonnecellen een nieuw tijdperk in de geschiedenis van zonne-energie kunnen inluiden, omdat ze kosteneffectief en efficiënt zijn.

Daarnaast wordt er onderzoek gedaan naar nieuwe toepassingen van zonne-energie. Er zijn innovatieve oplossingen gepland die zonnecellen integreren in straten, fietspaden en zelfs in ruiten. Gezien deze ingrijpende ontwikkelingen staat zonne-energie aan de vooravond van nieuwe hoogten en uitdagingen, zowel in de ruimte als op aarde, met de belofte van een duurzame verbetering van de mondiale energievoorziening.