Perovskiet-zonnecellen kunnen een hoger rendement krijgen dankzij een vondst van de University of California Berkeley. Zij wisten een cel te maken die het hele lichtspectrum gebruikt en zo meer energie opwekt. De piekefficiency was 26 procent.

Perovskiet is aanzienlijk goedkoper dan slilicium en geldt daarom als een goede kanshebber als materiaal voor goedkopere zonne-energie in de toekomst. Bovendien is het flexibeler, waardoor zonnepanelen ook in golvende daken geïntegreerd kunnen worden. Het probleem is dat perovskiet tot nu toe altijd problemen had met het rendement en de duurzaamheid; het leverde te weinig op en hield het te kort vol.

De onderzoekers van de Amerikaanse UC Berkeley lossen dat eerste probleem op door een combinatie te maken van twee varianten van perovskiet, die allebei een ander deel van het lichtspectrum absorberen. Door de twee materialen samen te brengen in één cel gebruikt hij veel meer zonlicht op waardoor er meer energie wordt geproduceerd.

Tot nu toe was het combineren van twee verschillende materialen in één cel altijd lastig, omdat de perovskieten elkaar beïnvloeden waardoor het geleidende vermogen afnam. Met een speciale techniek (de zogenoemde 'graded bandgap') is dat nu voorkomen. De twee soorten perovskiet worden gescheiden door een laagje boornitride (BN) van één atoom dik, waardoor de materialen elkaar niet beïnvloeden.  

 

Hoger dan silicium

Dankzij de combinatie vangt de cel nu zowel warmte-straling op als zichtbaar licht. Dat heeft de hoge piek-efficiency van 26 procent to gevolg, het gemiddelde rendement lag rond de 18,5 procent. Monokristallijn silicium haalt in het laboratorium een soortgelijk rendement, meerlaagse cellen zitten al boven de 30 procent, zo blijkt uit recente resultaten van het Duitse Fraunhofer Instituut. De polykristallijne cellen die op de meeste daken liggen hebben een rendement tussen de 10 en 20 procent.

De onderzoekers hebben hiermee echter geen oplossing gevonden voor de korte levensduur van perovskiet. Silicium houdt het voorlopig alsnog langer vol, waardoor het de enige praktische (maar dure) optie is voor mensen die zonne-energie willen gebruiken.

Beeld: Onur Ergen, UC Berkeley