Doorzichtige zonnecellen staan op doorbreken: recordrendement maakt commerciële inzet haalbaar

In dit artikel:

Onderzoekers van de Hong Kong Polytechnic University hebben een doorbraak geboekt met semi-transparante organische zonnecellen (ST-OPV’s) die ramen energie laten produceren zonder veel zichtbaarheid te verliezen. In een studie in Nature Communications introduceren professor Li Gang en dr. Yu Jiangsheng een nieuwe beoordelingsmaat, FoMLUE (Figure of Merit for Light Utilization Efficiency), die transparantie, bandgap en stroomdichtheid samenbrengt om snel de meest veelbelovende materiaalcombinaties te vinden. Met deze aanpak bereikten de beste ST-OPV’s een recordlichtbenutting en een efficiëntie van 6,05 procent — het hoogste tot nu toe voor zulke transparante cellen — en toonden ze verbeterde warmtebestendigheid en stabiliteit over tijd.

Omdat ST-OPV’s relatief goedkoop, milieuvriendelijk en kleurgetrouw zijn, zijn ze aantrekkelijk voor building-integrated photovoltaics (BIPV): geïntegreerde zonnepanelen in gevels, ramen, voertuigen en kassen. Li zegt hierover: “Zonnevensters bieden nieuwe mogelijkheden voor duurzame energie in gebouwen, voertuigen en landbouwkassen.” Het team ontwikkelde daarnaast een transient simulatiemodel waarmee ze de prestatie van deze ramen in 371 Chinese steden evalueerden; in meer dan 90% van die locaties leverden ze meetbare energiebesparingen op, met de beste resultaten in tropische en subtropische gebieden (tot 1,43 GJ per m² per jaar).

De belangrijkste obstakels voor grootschalige toepassing blijven het verder verhogen van de levensduur en het opschalen naar grotere glasmodules. Met FoMLUE hebben de onderzoekers echter een praktisch instrument neergezet om materiaalkeuzes te versnellen, waardoor de stap van laboratoriumproef naar commerciële geveltoepassing realistischer oogt.