Springen naar inhoud

- - - - -

Zonnecelrendement van 70% haalbaar


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 26 februari 2012 - 09:26

Lang is gedacht dat het rendement van zonnecellen niet hoger kon zijn dan 34 procent. Een thermodynamische limiet is verantwoordelijk voor deze praktische beperking. Door echter het licht in de zonnecel op een slimme manier te managen is een rendement van 70 procent haalbaar.

In een conventionele zonnecel van silicium gaat een groot deel van de energie van het licht verloren. Blauw en groen licht worden voor minder dan de helft in stroom omgezet en infrarood licht van de zon wordt zelfs helemaal niet door de zonnecel geabsorbeerd. Het hoogst gerealiseerde rendement door een silicium zonnecel is slechts 27 procent.
Licht dat niet in de zonnecel wordt omgezet leidt tot thermodynamische wanorde in de zonnecel en daarmee tot een verlaging van de elektrische spanning. Het maximaal haalbare rendement, de zogenaamde Shockley-Queisser limiet, blijft daarom steken op 34 procent. Ook het inefficiŽnt opsluiten van licht en defecten in het kristallijne zonnecelmateriaal zorgen voor energieverlies.

Uitgekiende nanostructuren
Door het licht in de zonnecel op een slimmere manier te managen is het mogelijk een groot deel van deze problemen op te lossen. Met uitgekiende, op de zonnecel geprinte nanostructuren kan het licht beter worden opgesloten. Daarbij voorkomt het gebruik van superschone halfgeleiders ook de problemen met defecten. Polman en Atwater beschrijven in hun artikel een aantal recepten waarmee de verbeteringen te verwezenlijken zijn.

Albert Polman: "De zonnecelwereld is erg conservatief. Men gaat er van uit dat alleen extreem simpele zonnecellen goedkoop te fabriceren zijn. Maar als je een rendement van meer dan vijftig procent kunt halen, dan mag een zonnecel ook wat kosten. Met zonnepanelen met een hoger rendement heb je veel minder ruimte nodig voor installatie, omdat je er minder nodig hebt om hetzelfde rendement te bereiken. Dat scheelt kosten van de grond, de installatie en de infrastructuur. Met een iets complexere zonnecel wordt het mogelijk alle kleuren van de zon efficiŽnt in stroom om te zetten. Een rendement van zeventig procent is haalbaar."

Geplaatste afbeelding
Light management structuren op een zonnecel verhogen het rendement.



Geplaatste afbeelding
Een spectrum splitting structuur stuurt de verschillende kleuren van de zon naar de bijpassende zonnecel.



Bron:
Fom


Wetenschappelijke publicatie:
Albert Polman en Harry A. Atwater: Photonic design principles for ultrahigh-efficiency photovoltaics
Heb je interesse in journalistiek? Wij zoeken versterking! Speurwerk, deel van het team, meer weten: klik.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 26 februari 2012 - 12:47

Albert Polman: "De zonnecelwereld is erg conservatief. Men gaat er van uit dat alleen extreem simpele zonnecellen goedkoop te fabriceren zijn. Maar als je een rendement van meer dan vijftig procent kunt halen, dan mag een zonnecel ook wat kosten. Met zonnepanelen met een hoger rendement heb je veel minder ruimte nodig voor installatie, omdat je er minder nodig hebt om hetzelfde rendement te bereiken. Dat scheelt kosten van de grond, de installatie en de infrastructuur. Met een iets complexere zonnecel wordt het mogelijk alle kleuren van de zon efficiŽnt in stroom om te zetten. Een rendement van zeventig procent is haalbaar."


Meneer Polman moet eens uit zijn hoge torentje komen en de zonnecelindustrie eens ingaan. Zonnecel rendementen zijn niet interessant, alleen de rendementen van volledige zonnemodules (aan elkaar geschakelde cellen). Vervolgens dien je deze zonnemodules grootschalig en geautomatiseerd te kunnen produceren om je business case sluitend te kunnen krijgen.

Doet overigens niets af aan deze Nature publikatie. Thermodynamische wetten omzeilen is vanuit een wetenschappelijk perspectief erg leuk. Ligt nu nog wel een taak om ook daadwerkelijk zo'n zonnecel te maken en zijn theorie te bewijzen.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#3

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8804 berichten
  • VIP

Geplaatst op 26 februari 2012 - 18:51

Tja.. ik denk dat het rendement ook niet zo interessant is, in ieder geval niet totdat de ruimte de beperkende factor is.

Het probleem is domweg euro/kW(h). Als je zonnecellen voor dezelfde prijs per vierkante meter kunt produceren als dakpannen, dan heb je m.i. een zeer interessant product, ook met 1% rendement :)
Victory through technology





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures