Stabiele kleurstofzonnecel biedt perspectief

Zonnecellen zijn op dit moment nog niet efficiënt en goedkoop genoeg om op grote schaal in te zetten. Maar we verbeteren ze stap voor stap. “Binnen tien jaar zullen ze zo goed zijn, dat ze in Nederland stroom leveren die concurreert met stroom van het openbare net”, zegt ECN-onderzoeker Jan Kroon.

Onlangs meldde hij samen met collega Paul Sommeling op een congres over zonnecellen in Hamburg, dat ECN erin geslaagd is zogenoemde kleurstofzonnecellen veel stabieler te maken. Aangezien deze cellen relatief goedkoop zijn, bieden ze perspectief om op den duur grootschalig te worden toegepast.

ECN werkt op het gebied van zonnecellen op drie fronten tegelijk: het verbeteren van de huidige zonnecellen, waarvan 80% is gemaakt van kristallijn silicium, het ontwikkelen van dunne-film-silicium zonnecellen en organisch gebaseerde zonnecellen, waaronder kleurstofzonnecellen en polymere zonnecellen. Met een paneel van kristallijn silicium-zonnecellen voorzien van een DSM-coating op het glas vestigde ECN dit voorjaar overigens nog een nieuw wereldrecord: dit paneel zet zonlicht voor 16,4% om in elektriciteit.

Lange adem nodig

“De uitdaging is om steeds betere zonnecellen te maken tegen steeds lagere kosten”, zegt Kroon. “Het draait om de euro’s per watt vermogen bij volle zon, ofwel watt-piek. Die krijg je door de euro’s per vierkante meter te delen door de hoeveelheid watt per vierkante meter. Bij ECN kijken we vooral hoe we de kosten per vierkante meter omlaag kunnen krijgen en tegelijk ook of we het rendement van de zonnecellen kunnen verbeteren, zodat het vermogen per vierkante meter omhoog gaat.”

Als de prijs voor zonnestroom eenmaal de helft lager is, ligt grootschalige inzet binnen bereik. Maar de eerstkomende jaren is die niet te verwachten. “Dit soort ontwikkelingen gaat stap voor stap en vergen een lange adem”, waarschuwt hij. Hij doelt onder andere op de ontwikkeling van de kleurstofzonnecel, een uitvinding van de Zwitser Michael Grätzel uit 1991. “Je kunt ze gemakkelijk maken. Het Nederlandse bedrijfje Mansolar levert bijvoorbeeld kits aan scholen, waarmee kinderen in korte tijd kleurstofzonnecellen maken met bramensap als kleurstof. In het begin leverden de beste kleurstofzonnecellen op labschaal al een rendement op van zo’n 7%. Geen wonder dat men er in de jaren negentig hoge verwachtingen van had. Maar de eerste commerciële toepassingen komen pas nu in zicht. Inmiddels wordt met kleurstofzonnecellen een rendement van 12% gehaald. Voordeel is dat je geen dure technologie nodig hebt om ze te maken. Dat kan eventueel in kleine fabrieken, bijvoorbeeld in ontwikkelingslanden. Het knelpunt van dit type zonnecel is echter de levensduur. “Voor een dakpaneel bijvoorbeeld moet je een zonnecel hebben die 20 jaar meegaat. Dat haalt deze zonnecel voorlopig nog niet”, verklaart Kroon.

Lees het complete artikel op ECN