Het departement Natuur? en Sterrenkunde van de Universiteit Utrecht ontwikkelt een nieuwe, snelle productietechnologie voor zonnecellen op basis van dunnefilm microkristallijn silicium. De basisingrediënten van dergelijke zonnecellen zijn makkelijk te verkrijgen en goedkoop, maar het productieproces is uitermate lastig. Bovendien streven de onderzoekers naar een omzettingsrendement van de zonnecellen van 15 procent. Dit is alleen nog maar op laboratoriumschaal gehaald bij een zeer lage depositiesnelheid.
Aanleiding: rendement silicum nog laag
Het gebruik van silicium voor de productie van zonnecellen kent vier voordelen ten opzichte van ander materialen: het uitgangsmateriaal is in overvloed beschikbaar, het is goedkoop, het is niet-toxisch en het is toepasbaar in industriële procestechnologie. Het nadeel is dat het rendement van siliciumzonnecellen nog laag is. Bovendien is het conventionele productieproces nog steeds vrij kostbaar en is het grondstofverbruik nog hoog.
Project: zonnecel van amorf/microkristallijn silicium
Het departement Natuur en Sterrenkunde van de Universiteit Utrecht werkt aan deze problemen. Uitgangspunt is een dunnefilm zonnecel van amorf/microkristallijn silicium: de micromorfe zonnecel. Deze kan in principe in een roll-to-roll-proces worden gefabriceerd, bij een relatief lage procestemperatuur van minder dan 250°C. Substraten hiervoor zijn betaalbaar, het materiaalgebruik is gering, er zijn efficiënte coating-technologieën voor beschikbaar en geïntegreerde serieschakeling is mogelijk.
Een betaalbare en goed functionerende roll-to-roll-productietechnologie die zonnecellen oplevert met een hoog rendement bestaat nog niet. Dat komt onder meer door de procescondities waaronder de micromorfe structuur wordt gerealiseerd. Die kunnen leiden tot poedervorming. Het poeder kan zich verspreiden en zo de aangroei van laagjes verstoren. De zonnecellen werken dan niet goed meer.
De Utrechtse onderzoekers denken goede oplossingen voor de verschillende problemen te kennen. Ze houden daarbij rekening met de (kennis over de) roll-to-roll-processen van Unisolar, Canon en Akzo Nobel. Op laboratoriumniveau heeft het departement reeds cellen met een hoog omzettingsrendement van 12 procent gehaald. Dat werd echter bereikt met een traag depositieproces. Het behalen van eenzelfde rendement bij een hoge depositiesnelheid is nog een grote uitdaging.
Doel: micromorfe zonnecel voor industrieel gebruik
Een robuust, snel fabricageproces voor de micromorfe zonnecel, dat na afloop op te schalen is naar industrieel niveau. Hiervoor bestaat in principe grote belangstelling, want wereldmarktpartijen beschouwen de micromorfe cel als een belangrijke zonneceltechnologie voor de nabije toekomst. Toepassing op wereldschaal is dus denkbaar. Een bijzonder aspect van de micromorfe zonnecel is dat deze semi-transparant kan zijn. Dat geeft deze zonnecel bijzondere, nieuwe toepassingsmogelijkheden.
| Titel | High deposition rate “micromorph” cell in a powder free regime on al large area |
| Penvoerder | Universiteit Utrecht |
| Contactpersoon | dhr. J.K. Rath |
| Adres | Postbus 80.000, 3508 TA Utrecht |
| Telefoonnummer | 030 – 253 32 84 (algemeen) of 030 – 253 29 61 (direct) |
| j.k.rath@phys.uu.nl | |
| Website | - |
| Partners | - |
| Looptijd | april 2005 – maart 2009 |
| EOS-regeling | Lange Termijn - Opwekking en netten |
| Projectnummer | EOSLT01035 |
Eindrapport: http://www.rvo.nl/sites/default/files/rvo_website_content/EOS/EOSLT01035...
Geplaatst op: 04-09-2012 | Gewijzigd op: 21-01-2013