Ga naar hoofdinhoud

Recordrendement voor zonnecellen

Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg hebben zonlicht met een rendement van 37,6 % omgezet in elektrische stroom. De wetenschappers behaalden daarmee een nieuw Europees record. Het resultaat werd bereikt op basis van meervoudige zonnecellen van III-V halfgeleiders; zonnecellen die tot nu toe voornamelijk in de ruimtevaart werden gebruikt.

De huidige ontwikkelingen maken een effectieve toepassing van dit soort zonnecellen op aarde mogelijk. Hiertoe wordt het zonlicht met een factor 2000 gebundeld op een meervoudige zonnecel met een oppervlakte van slechts enkele vierkante millimeter. De concentratortechnologie belooft het kostenaspect van stroom opwekken met zonne-energie al in de nabije toekomst beduidend te verlagen, vooral in landen met veel direct invallend zonlicht. De onderzoeken worden ondersteund door het EU-onderzoeksproject ‘Fullspectrum’.

Fraunhofer ISE werkt al meer dan tien jaar intensief aan de ontwikkeling van meervoudige zonnecellen voor het gebruik met concentratiesystemen. Deze techniek belooft namelijk met voorsprong de hoogste rendementen voor energieomzetting in zonnecellen. De vooruitgang in de ontwikkeling van materialen heeft mede tot het bereikte rendement gevoerd. Het belangrijkste doel was daarbij, dat zonnecellen ook bij de hoogste lichtintensiteiten betrouwbaar blijven werken. Vooral de kwaliteit van de slechts 30 nm dunne tunneldioden, waarmee de drie delen worden verbonden, is van doorslaggevend belang.

Technologie
De zonnecellen zijn opgebouwd uit gallium-indium-fosfide (GaInP), gallium-indium-arseen (GaInAs) en germanium (Ger) Bij deze meervoudige cellen wordt het zonlichtspectrum in drie golflengtes verdeeld en vervolgens op de meest efficiënte wijze omgezet in elektrische energie. De onderzoekers haalden het nu bereikte rendement van 37,6 % bij een zeer hoge bestralingsintensiteit, namelijk 1700 maal de zonlichtstraling.

Meervoudige zonnecellen bestaan uit complexe structuren, met ongeveer 30 aparte lagen van III-V halfgeleiderverbindingen, die allemaal een zeer hoge kristalkwaliteit moeten hebben. Voor de vervaardiging van de zonnecelstructuren zetten de onderzoekers van Fraunhofer ISE een grote productie installatie voor metaalorganische gasfase epitaxie van de firma Aixtron in Aken in.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven