Om het rendement van een zonnecel te verhogen, worden allerlei technieken toegepast die ervoor zorgen dat zoveel mogelijk zonlicht de cel binnenkomt en daar blijft totdat het wordt omgezet in elektriciteit. Op dit gebied is nog veel winst te boeken. Dit project werkt twee nieuwe ideeën uit voor dunnefilmzonnecellen van silicium. Deze kunnen het rendement van de cellen met 30 tot 40 procent verhogen en de productiekosten tot de helft verlagen.
Aanleiding: groot potentieel rendement zonnecellen
Voor het verkrijgen van zo hoog mogelijke omzettingsrendementen in zonnecellen worden verschillende technieken toegepast. Het gaat om speciale reflectielaagjes tussen de halfgeleiderlaagjes en om specifieke texturen op de substraten van de zonnecellen. Enerzijds zorgen ze voor een maximale verstrooiing, waardoor de cel zoveel mogelijk licht kan absorberen. Anderzijds zorgen ze ervoor dat zo weinig mogelijk invallend licht uit de zonnecel ontsnapt.
De genoemde lichtverstrooiingstechnieken hebben de omzettingsrendementen van zonlicht in elektriciteit fors helpen verhogen. Desondanks bestaat er nog een groot potentieel voor verdere verbetering.
Project: twee nieuwe lichtverstrooiingstechnieken
Het project LIGHT-IN onderzoekt en ontwikkelt twee nieuwe benaderingen voor lichtmanipulatie, speciaal voor dunnefilmzonnecellen van silicium. De eerste is gebaseerd op golflengte-specifieke manipulatie van reflectie en transmissie van licht op de scheidingsvlakken van de verschillende lagen in een zonnecel. De tweede benadering richt zich op hoekselectieve manipulatie van het licht dat wordt verstrooid op ruwe scheidingsvlakken.
In het project vindt fundamenteel onderzoek plaats naar de beïnvloeding van lichtbundels met behulp van fotonische kristalachtige structuren en met verstrooiingsrasters ("diffraction gratings"). Vervolgens wordt een aantal van deze structuren en rasters gemaakt en gekarakteriseerd. Er wordt gedacht aan nieuwe texturen voor staal- en aluminiumfolies (de substraten waarop zonnecellen worden aangebracht) en aanvullende verstrooiende en reflecterende lagen. Uiteindelijk worden voor technieken met de beste perspectieven fabricageprocessen ontwikkeld.
Doel
Absorptielagen op basis van de nieuwe technologie kunnen 50 procent dunner worden dan bestaande. Dat scheelt de helft in de productiekosten van modules en dus ook in de milieubelasting bij de productie en in de afvalfase. Tegelijkertijd kan het omzettingsrendement van dunnefilmzonnecellen op basis van silicium toenemen met 30 tot 40 procent.
| Titel | Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN) |
| Penvoerder | Technische Universiteit Delft - DIMES |
| Contactpersoon | De heer M. Zeman |
| Adres | Postbus 5033, 2600 GB DELFT |
| Telefoonnummer | 015-278 24 09 |
| m.zeman@tudelft.nl | |
| Website | www.ectm.et.tudelft.nl |
| Partners | ECN en Helianthos B.V. |
| Looptijd | 1 januari 2007 - 31 december 2010 |
| EOS-regeling | Lange Termijn |
| Projectnummer | LT04029 |
Eindrapport: http://www.rvo.nl/sites/default/files/rvo_website_content/EOS/EOSLT04029...
Geplaatst op: 04-09-2012 | Gewijzigd op: 21-01-2013