Perovskiet-zonnecellen worden groter zonder veel rendement te verliezen

In dit artikel:

Onderzoekers van UNSW Sydney en technologiebedrijf UtmoLight hebben een recordrendement behaald met een relatief grote perovskiet-zonnecelmodule. De module van 30 bij 30 centimeter, met een actief oppervlak van 676 vierkante centimeter, behaalde een onafhankelijk gecertificeerd en gestabiliseerd rendement van 23,5 procent. Dat is 0,6 procentpunt hoger dan het vorige record.

De belangrijkste vernieuwing is dat de onderzoekers geen conventionele nikkeloxidelaag gebruikten. Die laag helpt normaal gesproken bij het transport van positieve ladingsdragers, maar kan ongewenste reacties met perovskiet veroorzaken en zo de stabiliteit verminderen. In plaats daarvan ontwikkelde het team onder leiding van professor Xiaojing Hao een productiemethode waarbij tijdens de fabricage direct een selectief elektrisch contact ontstaat. Dat vermindert het aantal productiestappen en kan zowel kosten als fabricagefouten beperken.

Het opschalen van perovskiet is lastig, omdat op grotere oppervlakken sneller onregelmatigheden, defecten en elektrische verliezen ontstaan. De industriële ervaring van UtmoLight maakte het mogelijk de techniek meteen op moduleformaat te testen. De onderzoekers willen binnenkort een volledige module van 2,8 vierkante meter maken, met een beoogd rendement van 18 tot 19 procent. Dat is lager dan het laboratoriumrecord, maar geeft een realistischer beeld van commerciële prestaties.

Massaproductie is nog niet binnen bereik. Perovskiet moet zich nog bewijzen op het gebied van levensduur, vooral tegen vocht, hitte en langdurig zonlicht. De nieuwe aanpak kan die betrouwbaarheid verbeteren. Ook zijn tandemcellen, waarin perovskiet boven op silicium wordt geplaatst, kansrijk omdat ze verschillende delen van het zonlicht benutten. De cruciale volgende stap is aantonen dat het hoge rendement jarenlang behouden blijft.