Onderzoekers van het Europese onderzoeksproject Crystalclear zijn erin geslaagd om zonnepanelen te maken met een techniek die geschikt is voor zeer dunne zonnecellen. De zonnecellen worden niet onderling verbonden door solderen, maar met geleidende lijm.
Een belangrijk doel van het onderzoek naar zonnepanelen is om het opwekken van zonnestroom even duur te maken als stroom uit het stopcontact. Daartoe moeten de productiekosten van zonnepanelen fors omlaag, tot ongeveer 1 € per watt paneelvermogen of minder. Nu liggen die kosten nog rond de 2 € per watt paneelvermogen. Ongeveer 90% van de huidige wereldmarkt voor zonnestroomsystemen wordt bediend met siliciumpanelen. Zulke panelen zijn opgebouwd uit zonnecellen in de vorm van plakken silicium, die onderling elektrisch worden verbonden en worden ingepakt tussen glas en kunststoffolies.
Silicium prijs
Omdat het gebruikte zeer zuivere silicium voor een groot deel de prijs van een paneel bepaalt, is het belangrijk om de benodigde hoeveelheid silicium te verminderen. Wereldwijd wordt hieraan hard gewerkt en de trend is om dikte van de plakken te verminderen tot 0,1 à 0,2 millimeter. De zonnecellen die van zulke zeer dunne plakken worden gemaakt zijn echter erg kwetsbaar en breken gemakkelijk tijdens het maken van de panelen. Met name het hete soldeerproces zorgt voor spanningen in het materiaal. Dit kan verlies tijdens fabricage tot gevolg hebben of vermindering van de prestatie van panelen.
Geleidende lijm
Om de fabricage van zonnepanelen met zeer dunne cellen mogelijk te maken hebben onderzoekers van Crystalclear en zijn externe partners een nieuwe verbindingstechniek ontwikkeld. Deze techniek werkt met een speciaal ontwikkelde geleidende lijm in plaats van soldeer. Geleidende lijmen moeten harden om werkzaam te worden, maar dat proces kan bij veel lagere temperaturen plaatsvinden dan solderen. Het gevolg is dat er minder spanningen op de verbindingen komen te staan en dat breuk en uitval tot een minimum beperkt blijven.
Het proces leent zich uitstekend voor automatisering en dat is een belangrijk voordeel bij de zeer grootschalige productie die overal wordt voorzien. Het harden van de lijm vindt nu nog plaats voorafgaand aan het inpakken van de cellen, maar er wordt ook hard gewerkt aan een proces waarbij die twee stappen worden gecombineerd tot single-shot paneelfabricage.
Testresultaten
De gelijmde panelen zijn onder laboratoriumomstandigheden getest in klimaatkamers en zijn mechanisch getest. Daarmee is nagegaan hoe ze zich houden bij hitte en koude, bij vocht, bij storm en andere normale werkomstandigheden. Een aantal exemplaren is buiten opgesteld. Alle testen samen geven aan dat de nieuwe lijmtechniek zich volledig kan meten met de oude soldeertechniek.
