Nieuwe generatie zonnepanelen breekt door 30-procentgrens en gaat 'jaren' langer mee

In dit artikel:

Onderzoekers van de University of New South Wales (UNSW) in Sydney presenteren een nieuwe benadering om klassieke siliciumzonnecellen aanzienlijk efficiënter en duurzamer te maken. In een studie in ACS Energy Letters tonen ze aan dat het aanbrengen van een dunne laag van het molecule dipyrrolonaphthyridinedione (DPND) op kristallijn silicium de opbrengst van commerciële panelen (nu typisch 20–25%) kan verhogen naar meer dan 30%.

De techniek benut het fysische proces singlet fission: één hoogenergetisch foton wordt opgesplitst in twee excitonen die qua bandgap goed aansluiten op silicium. Daardoor ontstaat meer elektriciteit uit hetzelfde licht en blijft er minder energie als warmte verloren. Tests laten zien dat panelen met de DPND-laag gemiddeld 2,4 °C koeler werken, wat de levensduur met circa 4,5 jaar verlengt en de prestaties op warme dagen verbetert.

Belangrijke voordelen zijn de stabiliteit en schaalbaarheid van DPND: in tegenstelling tot eerdere singlet-fission-moleculen zoals tetraceen is DPND fotostabiel, robuust en geschikt om in bestaande productieprocessen voor silicium te worden geïntegreerd. Dat maakt de oplossing praktischer en goedkoper dan de complexere tandemzonnecellen die vaak als alternatief worden gezien. Hogere efficiëntie betekent minder panelen, lagere installatie- en materiaalkosten en minder ruimtegebruik bij grote zonneparken.

Het UNSW-team heeft een patent aangevraagd en werkt aan opschaling van DPND-productie om pilotlijnen bij fabrikanten mogelijk te maken. Als de methode op industriële schaal werkt, zou dit een van de grootste verbeteringen voor siliciumzonnecellen in jaren betekenen, met aanzienlijke economische en milieuwinst voor de energietransitie.