De laatste jaren is er veel gebeurd in de ontwikkeling van zonnecellen en bedenken onderzoekers de ene na de andere nieuwe soort zonnecel. De vraag blijft of deze nieuwe soorten de siliciumpanelen die nu bij veel mensen op het dak liggen kunnen vervangen. Of valt dat tegen?
Experts over... zonnecellen
“Op dit moment domineren siliciumzonnecellen de markt en de vraag is of er iets daarmee kan concurreren. Natuurlijk zijn er veel ontwikkelingen, zoals bijvoorbeeld de halfgeleidermaterialen. In principe is dat het ideale materiaal, want hier kan je hoge rendementen mee halen, maar ze zijn wel duur. Dunne film-technologieën zijn ook zeker niet ongeschikt, maar die kun je moeilijk opschalen. Ik zie wel toepassingen voor deze technologie in lichtgewicht- of flexibele materialen. Naar mijn mening gaan organische zonnecellen en perovskieten het niet worden. Die zijn ook niet geschikt voor opschaling en van nature instabiel, dus ze gaan niet lang mee.
Ook interessant zijn technologieën zoals quantum dots. Normale zonnecellen kunnen niet alle zonne-energie opnemen, ze verliezen altijd wat energie. Maar met deze quantum dots kunnen we deze limiet theoretisch verbreken. We kijken bijvoorbeeld naar hele kleine halfgeleiderbolletjes, waarbij kwantummechanische effecten kunnen optreden, die je zou kunnen gebruiken om meer energie uit het zonlicht te halen. Zo zijn er veel leuke fundamentele concepten, maar doordat ze maar op één basisprincipe focussen, zullen ze silicium niet snel verslaan. Alhoewel, dat weet je natuurlijk nooit zeker.”
“De laatste jaren zijn er een hoop nieuwe materialen bijgekomen die op allerlei manieren nuttig kunnen zijn voor toepassingen in zonnecellen. Voorlopig blijven de siliciumzonnecellen voor pure, conventionele energiewinst nog het beste, maar die kun je niet overal toepassen. We proberen die nieuwe soorten nu te optimaliseren. Zonnecellen gemaakt van perovskieten komen bijvoorbeeld dicht bij de prestaties van siliciumzonnecellen, maar deze bevatten wel lood en dat mag niet in nieuwe producten zitten. Daarom moeten we dat lood proberen te vervangen door iets anders. En als je een zonnecel wil die goedkoop, makkelijk te maken en niet schadelijk voor het milieu is, dan kun je denken aan organische zonnecellen. Zo is iedere zonnecel nuttig op zijn eigen manier.
Hoe ziet de toekomst van zonnecellen er verder uit? Er zijn tal van mogelijkheden voor andere cellen op plekken waar siliciumzonnecellen niet optimaal werken, zoals golvende oppervlakken. Met de flexibele materialen hebben we bijvoorbeeld al zonnecelplakband gemaakt, of wat dacht je van transparante zonnecellen die je kunt gebruiken in energieopwekkende ramen? Je kunt zelfs denken aan volledig biologisch afbreekbare versies die je op fruit of groente kunt printen. De nieuwe materialen bieden nog veel ruimte voor creatieve toepassingen.”
“We hebben al een hoop soorten zonnecellen zoals zonnepanelen van kristallijn silicium, dunne-filmzonnecellen gebaseerd op cadmiumtelluride, organische halfgeleiders of perovskieten. Voorlopig zullen siliciumzonnecellen de markt blijven domineren vanwege hun lage productiekosten en relatief hoge rendement. Daarnaast verwacht ik dat dunne-filmzonnecellen een belangrijkere rol gaat spelen voor grote systemen, omdat ze ook goedkoop zijn en een goed rendement hebben.
Ik denk dat organische zonnecellen niet veel toekomst hebben voor grootschalig gebruik; hun kracht moeten ze halen uit bijzondere toepassingen, vanwege hun hoge kosten en lage efficiëntie. Perovskieten, die nog in de laboratoriumfase zitten, hebben potentie maar zullen nog een klein marktaandeel hebben want ze moeten zich eerst bewijzen. De focus zal zich waarschijnlijk verder verplaatsen naar dunne films en naar tandems: gestapelde zonnecellen van kristallijn silicium en een of twee dunne films. Perovskieten kunnen ook hier een rol spelen, maar silicium onttronen zal niet eenvoudig zijn. Een toekomst met veel ontwikkelingen dus, maar voorlopig gedomineerd door silicium.”