Wetenschappers zijn al een aardige tijd geleden op het idee gekomen om zonnepanelen dubbelzijdig uit te voeren. Energie van de zon wekt daarbij elektriciteit op aan zowel de bovenkant als aan de onderkant van de panelen. Doordat gereflecteerd zonlicht ook voor opwekking van elektriciteit zorgt, zorgt het systeem van zonnepanelen in totaal voor hogere energieopbrengsten wat kosten en ruimte uitspaart.
Vroege bifaciale zonnecellen. Polytechnische Universiteit Madrid, 1978. (Mateo Flecha, 2020)
Terwijl de techniek niet nieuw is, zijn er zo nu en dan wel doorbraken waardoor het geheel als plan dichterbij rendabel komt. Normaal gesproken worden verbeteringen gezocht in efficiëntie in de cellen die direct zonlicht opvangen, maar deze aanpak van dubbelzijdige cellen kan de theoretische limieten van het systeem als geheel verhogen.
De wetenschappers die voor het National Renewable Energy Laboratory van het Ministerie van Energie in de Verenigde Staten van Amerika werken, hebben het ook over de gebruikte materialen. Zo is perovskiet een materiaal dat zonnecellen naar nieuwe efficiëntierecords moet gaan duwen en volgende-generatie-technologieën mogelijk moet gaan maken. Perovskiet is bovendien zelf-helend te maken, zodat straling in lage banen om de aarde geen sporen in de panelen achterlaat gedurende de levenstijd van de cellen. Hedendaagse zonnecellen zijn nog voornamelijk met silicium als het halfgeleidermateriaal gemaakt en halen gemiddeld een rendement van zo’n 26 procent. Nu de achterkant ook ingezet kan worden om zonlicht te vangen –met een efficiëntie van tussen de 91 en 93 procent van de voorkant- komt daar voor het totaal van het systeem van voor- en achterkant nog eens 20 procent bovenop.
Zonnecellen gemaakt met zowel silicium als perovskiet zitten in laboratoria al op meer dan 30 procent rendement en de wetenschappers zien dat theoretisch nog wel aardig oplopen in de komende jaren. Er hebben zich al startup-bedrijven gemeld die graag met de tandem van materialen aan de slag willen gaan om verbeterde zonnecellen te gaan maken. De dubbelzijdige cellen zijn duurder om te fabriceren, maar de hoop is dat doordat ze meer elektriciteit opwekken ze ook rendabeler worden over tijd.
De papers van de studie naar de dubbelzijdige zonnecellen die gemaakt worden met de verschillende materialen zijn in het wetenschappelijk blad Joule gepubliceerd en kunnen door geïnteresseerden bestudeerd worden. Download (.zip met .pdf's): Highly efficient bifacial single-junction perovskite solar cells
Panelen in een polder. Foto ter illustratie.
Bron: Independent
