14-5-2021: Nieuwe lijm maakt kwetsbare kristallen zonnecellen steviger en betrouwbaarder

Zonnecellen van perovskiet kunnen de wereld van de zonne-energie veranderen, maar ze hebben een groot minpunt. Ze gaan eerder stuk en zijn gevoelig voor regen of hagel. Een nieuwe high-tech lijm, ontwikkeld door Amerikaanse wetenschappers, maakt de brakste verbinding in de zonnecel steviger, waardoor een perovskiet zonnecel robuuster is. En daarmee is massale toepassing een stap dichterbij.

De lijm is eigenlijk een mengsel van moleculen die, als het mengsel droogt, op een specifieke manier verbinding zoekt met materialen in de omgeving. Een combinatie van silicium en jodium zorgt voor een laagje dat de verbinding maakt tussen de laag perovskiet (die de zonne-energie absorbeert en omzet in elektronen) en de elektrodelaag eronder (die de elektronen door de cel vervoert).

Dit is de verbinding die volgens wetenschappers het zwakste punt is van de perovskiet zonnecel. Door temperatuurschommelingen en fysieke impact (bijvoorbeeld van regendruppels of hagel) kunnen de lagen loslaten en werkt de zonnecel niet meer. Dit maakt perovskiet gevoeliger voor defecten dan een normale zonnecel van silicium.

4000 uur zonder problemen

Maar met de ‘lijm’ zitten de elektrodenlaag en het perovskiet veel beter vast. Daarmee gaat de cel langer mee; de cel is nu 50 procent steviger met het molecuulmengsel om de lagen bij elkaar te houden. Dat heeft grote gevolgen voor de levensduur van de cel. Waar een gewone perovskiet-cel na 700 uur al op slechts 80 procent van de oorspronkelijke energie zat, gebeurde dit bij de versterke cel pas na 4000 uur.

Hiermee is een belangrijk probleem van perovskietcellen opgelost. Hoewel het team van de Amerikaanse Brown University niet het enige is dat werkt aan de versteviging van zonnecellen, lijkt deze methode goed te werken met relatief eenvoudige materialen. Als het ook op grote schaal werkt, is een belangrijk minpunt van perovskiet zonnecellen opgeheven. En aangezien de cellen in theorie veel goedkoper en met minder materiaal zijn te produceren, zijn ze misschien wel de toekomst van massale betaalbare zonne-energie.

Bron: Change.inc