Het uur van de waarheid voor perovskiet zonnecellen nadert; gaat Nederland versnellen?

Waar begon het voor jou met zonne-energie?
‘Als procesingenieur bij ASMI, een grote Nederlandse speler in de semicon. Ik hield me er onder andere bezig met de bouw van machines die materialen deponeren voor de, toen, nieuwste generatie halfgeleiders. In dat kader maakte ik in 1990 kennis met TNO, in een Europees innovatieproject. Dat maakte indruk.’

Waarom?
‘Wij ontwikkelden hightech-equipment, hoogvacuüm en roestvast staal. Voor een gasfase depositieproces, ook bij het maken van dunnefilmzonnecellen, heb je een paar zaken nodig: materialen die je stabiel kunt bewaren bij een lage temperatuur, die snel verdampen bij enige verhitting en weer gemakkelijk uit elkaar vallen bij een lagere temperatuur om een zo energie-efficiënt mogelijk proces te creëren. TNO ontwikkelde dat soort chemie voor ASMI, gewoon op laboratoriumschaal in glazen opstellingen, en met een superresultaat. Ik ging daar in 1992 aan de slag.’

Jij stapte over naar TNO en dook in de wereld van pv…
‘ECN hield zich bezig met energie. Dit was destijds niet het domein van TNO. Maar omdat we zo goed waren in coatingtechnologie wilden diverse solarpartijen ons erbij hebben, bijvoorbeeld Scheuten Solar die investeerde in zonnecellen op glasplaten en AKZO dat silicium op folie ontwikkelde. Later, in 2010, kregen onze activiteiten op het vlak van pv een volgende impuls, vanwege de ambities van de provincie.’

Noord-Brabant?
‘Er werd toen gesproken over een mogelijke Limburgse vestiging van ECN die zich zou focussen op zonne-energie. In de regio Brainport zaten vele bedrijven die de wereldwijde pv-industrie bedienden met productiemachines. Die activiteiten waren goed voor een jaarlijkse omzet van een half miljard euro. De belangen waren groot; Brabant kwam met een plan voor een onderzoekscentrum op het gebied van dunnefilmzonnecellen. Zo ontstond Solliance, waarin TNO en ECN bij elkaar kwamen. Dat richt zich op de ontwikkeling en opschaling van dunnefilmzonneceltechnologie. Ik werkte er 10 jaar, onder meer als programmaleider CIGS.’

Wat is er allemaal bereikt in jouw tijd bij TNO en Solliance?
‘Het Brabantse ecosysteem rondom zonne-energie is nog steeds zeer sterk, mede dankzij onze inspanningen. Bedrijven zoals SMIT Thermal Solutions, VDL ETG, Sparknano, Kalpana en Levitech zijn belangrijke internationale spelers op dit vlak. Daarnaast hebben we heel veel kennis opgedaan over zonnecellen, bijvoorbeeld perovskiet, wat de grote hype van nu is.’

Perovskietzonnecellen gaan de wereld veroveren als dunnefilmtechnologie en in tandems…
‘Onder meer vanwege hun hoge efficiëntie, lage productiekosten en flexibiliteit voor integratie in diverse oppervlakken en toepassingen. Maar zoals ik in mijn afscheidstoespraak van deze week opmerkte – ik ga eind dit jaar met pensioen – is perovskiet als materiaalstructuur niet nieuw. Zo deden we er bij TNO begin jaren ‘90 al onderzoek naar in het kader van de ontwikkeling van hoge-temperatuur supergeleiders. Wij hebben dus heel veel ervaring op dit vlak. De perovskiet- kristalstructuur leent zich voor de vorming van een enorme variatie van metamaterialen, en kan voor vele producten worden gebruikt, bijvoorbeeld voor displays, sensoren, lasers en optica. Dit is een heel belangrijk gegeven als je het over de toekomst van Solliance hebt, ook nadat perovskietzonnecellen mainstream zijn geworden.’

Waar staat Nederland nu op het gebied van perovskiet?
‘In Eindhoven staat een roll-to-rollpilotproductielijn waarop perovskiethalffabricaten kunnen worden gemaakt – in principe kilometers aan een stuk. Machine-designs voor verpakking en geleidende lagen liggen klaar. TNO ontwikkelde ook de coatings die nodig zijn om de cellen – die gevoelig zijn voor vocht – te beschermen. Die halffabricaten kunnen tot modules worden verwerkt op de mass customization-lijn van TNO, in iedere gewenste afmeting en vorm.’

Nederland is ready to go… Maar gaat dat ook gebeuren?
‘De plannen voor een pilotfabriek zijn onderdeel van SolarNL, het nationale innovatieprogramma van de Nederlandse pv-industrie. Vanuit het Groeifonds werd echter besloten dit programma niet verder te financieren. Dit willen de partners in dit programma desondanks voor elkaar krijgen. Daarover worden dan ook gesprekken gevoerd met investeerders en het ministerie van Klimaat en Groene Groei.’

Hoe belangrijk is dat?
‘Heel belangrijk, tenminste als we de solarboot niet nog eens willen missen. Met perovskietzonnecellen heeft Europa een unieke kans om alsnog een eigen pv-industrie op te bouwen rondom next generation zonnecellen, onder andere omdat deze grondstof niet schaars is en het proces weinig energie vergt. Zo hoef je bijvoorbeeld geen extra centrales te bouwen om silicium te smelten. Bovendien zijn we er technologisch klaar voor. Het is dus een kwestie van doen, maar het moet wel snel gebeuren willen we onze kansen verzilveren.’

Het is nog niet te laat?
‘In China worden al een jaar of twee perovskietzonnecellen en -zonnepanelen geproduceerd zoals door Microquanta. Hoe stabiel die uiteindelijk zijn, is nog de vraag, maar ze lijken zich goed te houden. Ook Oxford PV levert de eerste ladingen perovskiet-tandemzonnepanelen al uit. Wat zij kunnen, kunnen wij ook. En kijk tevens naar Japan, waar zwaar wordt geïnvesteerd in deze technologie, en naar Nederland wordt gekeken als een interessante samenwerkingspartner. Zoals echter gezegd, ook onlangs door de voorzitter van de Raad van Bestuur van TNO: er moet plankgas worden gegeven. Wat heb je aan innovatie als dat niet tot productie leidt? Die Nederlandse fabriek moet nu worden gebouwd. Dan kunnen over een jaar of 2 à 3 onze eigen perovskietzonnepanelen van de lopende band rollen en gaan opschalen om de markt op te gaan.’