Zonnecellen renderen door waterstof

Nieuws | de redactie
6 juli 2010 | Gijs van Elzakker (TU Delft) heeft ontdekt hoe het rendement van goedkope zonnecellen aanzienlijk kan worden verhoogd: van circa 7 naar 9 %. Met behulp van waterstof wist hij een wetenschappelijk onopgelost fenomeen te reduceren: in de eerste uren dat de cellen worden blootgesteld aan zonnestraling gaat hun rendement met bijna een derde omlaag.

De Delftse onderzoeker promoveert 6 juli op zonnecellen die zijngemaakt van amorf silicium, afwijkend van het meestal gebruiktekristallijn silicium. Amorf silicium heeft als groot voordeel datde zonnecellen relatief goedkoop kunnen worden geproduceerd met eenheel dun laagje silicium (dunne-film zonnecellen).

Het grote nadeel is echter dat het rendement van zonnecellen metamorf silicium relatief laag is. Waar kristallijn silicium eenopbrengst van ongeveer 18 procent haalt, bleef dit bij amorfsilicium, tot voor kort, steken op circa 7 procent.

Staebler-Wronski effect

Dit komt deels doordat de cellen van amorf silicium lasthebben van het zogenoemde Staebler-Wronski effect. Dit is eenwetenschappelijk nog niet helemaal opgehelderd fenomeen dat zichmanifesteert in de eerste uren dat de cellen worden blootgesteldaan zonnestraling. Hierdoor zakt het rendement met bijna een derde,van ongeveer 10 procent naar circa 7 procent.

Van Elzakker heeft tijdens zijn promotieonderzoek naar aanpassingenin het productieproces gekeken die het rendement kunnen verhogen.De siliciumlaag in de zonnecellen waar hij zich mee bezig hield,wordt gemaakt uit silaangas (SiH4). De structuur van hetsiliciumlaagje kan worden veranderd door dit silaangas tijdens hetproductieproces te verdunnen met waterstof. Het gebruik vanwaterstofblijkt Staebler-Wronski te verminderen.

Waterstof en silaan

De promovendus concentreerde zich onder meer op deverhouding tussen waterstof en silaangas. Hij bepaalde de optimaleverhouding tussen waterstof en silaan in hetproductieproces. “We hebben laten zien dat de invloed van hetStaebler-Wronski effect hierdoor flink is te reduceren. Wanneer mendeze kennis bij de fabricage van dit type zonnecellen toepast, kanmen verwachten op een rendement van 9 procent uit te komen.”

De bevindingen van Gijs van Elzakker worden al toegepast in deproductielijn van het Duitse bedrijf Inventux Technologies, hetbedrijf waar hij nu voor werkt.


Schrijf je in voor onze nieuwsbrief
«

ScienceGuide is bij wet verplicht je toestemming te vragen voor het gebruik van cookies.

Lees hier over ons cookiebeleid en klik op OK om akkoord te gaan

OK