Onderzoek geeft inzicht in lange-termijn stabiliteit van zonnecellen
Zogenoemde koper-indium-gallium-selenide (CIGS) zonnecellen zijn zeer interessant omdat ze flexibel en goedkoop kunnen worden gemaakt en uitgebreide mogelijkheden tot productintegratie bieden. De betrouwbaarheid van zonnepanelen vormt, samen met de prijs en de efficiëntie, de belangrijkste factor die de uiteindelijke prijs van de geleverde elektriciteit bepaalt. Kennis van de verouderingsmechanismen van de cellen is daarom erg belangrijk, zowel om de levensduur correct te kunnen inschatten (denk aan zaken als garantie) als om de levensduur te optimaliseren.
CIGS zonnepanelen worden echter nog maar een paar jaar op grote schaal geproduceerd en de kennis over hun stabiliteit op lange termijn is beperkt. De versnelde levensduurtesten die nu worden gebruikt om hun levensduur toch te kunnen voorspellen, zijn niet toereikend. Tijdens haar promotie-onderzoek, dat deel uitmaakt van het onderzoeksprogramma van M2i, heeft Mirjam Theelen daarom een opstelling gebouwd die zonnecellen versneld veroudert en tegelijk in staat is om real time te monitoren wat er gebeurt met de cellen.
De opstelling is volgens Theelen goed ontvangen in de zonnecelwereld. Drie Nederlandse MKB-bedrijven, onder leiding van Eternal Sun, gaan de opstelling verder optimaliseren en commercialiseren. De testopstelling blijft bij Solliance opgesteld staan voor verder onderzoek en als testfaciliteit voor derden.
Wetenschappelijk gezien heeft dit onderzoek er voor gezocht dat de beperkte kennis van de verouderingsmechanismes van CIGS cellen sterk is uitgebreid. Er is onder andere gevonden dat elementen die essentieel zijn voor hoge (aanvankelijke) efficiëntie van de cellen een negatieve invloed kunnen hebben op de stabiliteit van de cellen. Dit betreft bijvoorbeeld de elementen natrium en kalium die worden toegevoegd. Theelen, werkzaam als onderzoeker bij Solliance/TNO, voerde haar promotie uit aan de TU Delft onder supervisie van prof. Miro Zeman van de sectie Photovoltaic Materials and Devices van de Faculteit Elektrotechniek in samenwerking met de Universiteit van Nantes in Frankrijk.
Theelen is inmiddels ook uitgenodigd om toe te treden tot The International PV Quality Assurance Task Force (PVQAT), een internationale commissie die de testrichtlijnen voor zonnecel-energie bepaalt.
Solliance is een samenwerking tussen TNO, TU Eindhoven, Holst Centrum, ECN, Imec, het Forschungszentrum Jülich, de TU Delft en de Universiteit van Hasselt en richt zich op onderzoek en ontwikkeling van dunne film photovoltaïsche zonne-energie (PV). Eerder dit jaar is de TU Delft toegetreden tot de wetenschappelijke raad van Solliance.
Het promotieonderzoek maakt deel uit van het onderzoeksprogramma M2i. Als onafhankelijke netwerkorganisatie ondersteunt M2i bedrijven met materiaalonderzoek en advies om productontwikkeling middels materiaal innovatie mogelijk te maken. Momenteel lopen ruim 100 onderzoeksprojecten op verschillende universiteiten in Nederland en Europa.
Geen opmerkingen: