logo
wvhj2023
© Niels van Loon
© Niels van Loon
27 september 2022

Nederlands-Belgisch wereldrecord voor 4-terminal perovskiet-siliciumtandemzonnecel van 30,1 procent

TNO, TU Eindhoven, imec en TU Delft hebben een wereldrecord gevestigd voor een 4-terminal perovskiet-siliciumtandemzonnecel. Het resultaat is gepresenteerd tijdens de pv-conferentie WCPEC-8 in Milaan.

Het wereldrecord is bereikt door perovskiet-zonneceltechnologie te combineren met conventionele siliciumzonneceltechnologie. De perovskiet-zonnecel, die transparante elektrische contacten heeft en de gestapelde tandem vormt, is onafhankelijk gecertificeerd.

Zonnespectrum
De onderzoekers, die samenwerken binnen Solliance, hebben daarmee het rendement weten te verhogen tot voorbij de grenzen van de huidige commerciële zonnepanelen. Voor het eerst doorbreken perovskiet-silicium-tandemzonnecellen met 4 terminals waarbij de topcel gecertificeerd is, de barrière van 30 procent.

Met tandemzonnecellen kunnen hogere rendementen worden bereikt dan met enkelvoudige zonnecellen, omdat het zonnespectrum beter wordt benut. De momenteel in opkomst zijnde tandemzonnecellen combineren commerciële siliciumtechnologie voor de onderste zonnecel met daarbovenop liggende perovskiettechnologie: deze laatste biedt een zeer efficiënte conversie van ultraviolet en zichtbaar licht en een uitstekende transparantie voor nabij-infraroodlicht.

Van heterojunctie tot TOPCon
In tandemzonnecellen met 4 terminals werken de bovenste en onderste zonnecellen onafhankelijk van elkaar, waardoor het mogelijk is om in dit soort pv-modules verschillende onderste zonnecellen toe te passen. Zowel commerciële perc-technologie als hoogwaardige technologieën zoals heterojunctie-, TOPCon- of dunnefilmtechnologie zoals cigs kunnen in een 4-terminal-tandemzonnecel worden toegepast zonder noemenswaardige wijzigingen aan de zonnecellen.

Bovendien maakt de architectuur met 4 terminals het eenvoudig om bifaciale – oftewel dubbelzijdige – tandemzonnecellen die de energieopbrengst verder verhogen, te implementeren.

Meer dan 93 procent
‘Dit type zonnecel heeft een hoogtransparant achtercontact waardoor meer dan 93 procent van het nabij-infrarode licht de onderste module bereikt’, duidt Mehrdad Najafi van TNO. ‘Dit resultaat is bereikt door eerst alle lagen van de semitransparante perovskiet-zonnecellen te optimaliseren met behulp van geavanceerde optische en elektrische simulaties, als leidraad voor het experimentele werk in het laboratorium.’

‘De siliciummodule is een 20 bij 20 millimeter grote heterojunctie-zonnecel met geoptimaliseerde oppervlaktepassivatie, transparante geleidende oxides en verkoperde voorzijdecontacten voor state-of-the-art geleiding van elektrische lading’, vult Yifeng Zhao aan, promovendus aan de TU Delft, wiens resultaten onlangs door collega’s beoordeeld zijn.

De optisch onder het perovskiet liggende siliciummodule draagt met 10,4 procent efficiëntiepunten bij aan de totale conversie van zonne-energie. Gecombineerd is de conversie-efficiëntie van deze ‘non-area matched’ 4-terminal-tandemzonnecellen die onafhankelijk werken 30,1 procent. Dit beste rendement ter wereld is gemeten volgens algemeen aanvaarde procedures.

Ingrediënten
Het combineren van deze hoogtransparante perovskiet-cel met andere, op silicium gebaseerde technologieën zoals achtercontactzonnecellen en TOPCon-zonnecellen heeft eveneens conversie-efficiëntiewaarden opgeleverd die de 30 procent benaderen. Dit bewijst volgens de onderzoekers het potentieel van deze flexibele, hoogtransparante perovskiet-zonnecellen om te worden gecombineerd met uiteenlopende reeds gecommercialiseerde technologieën.

‘We kennen nu de ingrediënten en kunnen de laagopbouw beheersen die nodig zijn om een efficiëntie van meer dan 30 procent te realiseren’, duidt professor Gianluca Coletti, programmamanager Tandem Technology & Application bij TNO. ‘In combinatie met de schaalbaarheidsexpertise en -kennis die we de afgelopen jaren hebben opgedaan om materialen en processen op grote schaal toe te passen, kunnen we ons samen met onze industriële partners richten op de massaproductie van deze technologie met een efficiëntie van meer dan 30 procent.’

Deel dit artikel:

Nieuwsbrief

Meld u aan voor de nieuwsbrief met het laatste nieuws!
Ja, ik wil de nieuwsbrief ontvangen en heb de privacy policy gelezen.

Laatste Nieuws

Bekijk al het nieuws

Meest gelezen

Producten