TNO heeft de eerste dakpan ter wereld geproduceerd die is voorzien van een perovskietzonnemodule op flexibele folie. Dit brengt een doorbraak van deze innovatie een stap dichterbij.

Dunnefilm-modulen

Perovskietzonnecellen worden gezien als veelbelovende aanvulling op de panelen van kristallijn silicium die momenteel op de meeste daken liggen. Het voordeel ervan is dat ze als laagjes met dikten tussen een halve en een hele micrometer kunnen worden aangebracht op glas of folie.

Dat laatste resulteert in dunnefilm-modulen, die veel breder toepasbaar zijn dan kristallijn silicium. Ze zijn bijvoorbeeld geschikt voor lichte daken, gevels, voertuigen of historische gebouwen. Omdat de zonnecellen op meerdere plekken in gebouwen kunnen worden geïntegreerd, kan meer duurzame elektriciteit worden opgewekt zonder extra beslag te leggen op ruimte in het landschap.

Ook zijn voor perovskietzonnecellen aanzienlijk minder grondstof en energie nodig, en zijn die grondstoffen ruim beschikbaar.

De cellen zijn echter nog niet op commerciële basis verkrijgbaar.

Efficiëntie

Op de weg daar naartoe heeft TNO nu een belangrijke stap gezet. Na eerst kleine testcellen te hebben gemaakt in het lab, en vervolgens flexibele modulen van 10 bij 10 centimeter, is er nu een perovskiet zonne-dakpan die toepasbaar is in de praktijk.

De folie is aangebracht op een dakpan van het Hengelose bedrijf Advanced Solar Applications Technology (ASAT).

Het rendement van deze dakpan – het percentage invallend zonlicht dat wordt omgezet in bruikbare elektriciteit – is wel lager dan dat van een zonnepaneel. De perovskiet-modulen hadden na de montage op de gebogen dakpan een rendement van 12,4 procent, tegen rond de 20 procent voor een ‘gewone’ zonnepaneel. 

Schaal overbruggen

Onderzoek naar flexibeler zonnecellen is wereldwijd gaande, vertelt Ilker Dogan, specialist zonnetechnologie-toepassingen bij TNO. ‘Maar in de meeste laboratoria richt men zich op de fundamentele aspecten van de technologie, en niet op het opschalen naar productieplatforms in de praktijk. Bij TNO gebruiken we experimentele apparatuur op een schaal vergelijkbaar met productieapparatuur, de pilotlijnen.’

Met deze aanpak wil TNO de kloof overbruggen tussen processen op laboratoriumschaal en processen in de praktijk.

Roll-to-roll

In maart kondigde TNO de officiële oprichting aan van de spin-off Perovion Technologies. Hier wil TNO perovskiet-zonnefoliën maken met een grootschalige ‘roll-to-roll’-methode: vergelijkbaar met het drukken van een krant, waarbij materiaal van een rol wordt afgewikkeld en in één doorlopende beweging wordt bewerkt. Grootschalige productie van de eerste commerciële producten wordt verwacht in 2028.

Openingsbeeld: Dakpannen met perovskietzonnecellen, elk met een andere beschermingslaag. Foto: TNO