Efficiëntierecord voor transparante zonnecellen

21.11.2022 | Nieuws Nicolien van Loon

Efficiëntierecord voor transparante zonnecellen
©Alain Herzog & EPFL

Wetenschappers in Zwitserland hebben een nieuw efficiëntierecord bereikt voor transparante zonnecellen, wat de weg vrijmaakt voor elektriciteitsopwekkende vensters die kunnen helpen onze huizen en apparaten van stroom te voorzien, dat meldt Euronews.

Dye-sensitized solar cells (DSC's), ook wel Grätzel-cellen genoemd, zijn een soort goedkope zonnecel die lichtgevoelige kleurstof gebruikt die aan het oppervlak van een halfgeleider is bevestigd om zichtbaar licht in energie om te zetten.

De vorige versies van DSC's waren grotendeels afhankelijk van direct zonlicht, maar wetenschappers van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) hebben een manier gevonden om transparante fotosensibilisatoren te maken – moleculen die door licht kunnen worden geactiveerd – die licht kunnen "adsorberen" over de hele zichtbaar lichtspectrum.

"Onze bevindingen maken de weg vrij voor gemakkelijke toegang tot krachtige DSC's en bieden veelbelovende vooruitzichten voor toepassingen als voeding en batterijvervanging voor elektronische apparaten met laag vermogen die omgevingslicht gebruiken als hun energiebron", schreven de auteurs van het gepubliceerde onderzoek in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

DSC's zijn transparant, flexibel en kunnen tegen relatief lage kosten in een breed scala aan kleuren worden vervaardigd. Deze doorzichtige zonnepanelen worden al toegepast in dakramen, kassen en glazen gevels.

Eerdere toepassingen
In 2012 werd het SwissTech Convention Center de eerste toepassing van DSC-technologie in een openbaar gebouw. In 2017 opende de Copenhagen International School haar nieuwe gebouw met ongeveer 12.000 blauw getinte maar transparante zonnepanelen die dezelfde DSC-technologie gebruiken. Ze leveren ongeveer 300 megawattuur elektriciteit per jaar, waarmee wordt voorzien in meer dan de helft van de jaarlijkse energiebehoefte van de school.

Obstakels overwonnen
Maar ondanks het feit dat energieopwekkende ramen al een aantal jaren op de markt zijn, was een terugkerende klacht hun beperkte vermogen om elektriciteit op te wekken in vergelijking met traditionele zonnecellen. De nieuwe doorbraak van het team van EPFL zou die barrière binnenkort kunnen helpen overwinnen.

Dankzij een nieuw molecuulontwerp hebben ze de energieconversie-efficiëntie van DSC's verhoogd – met andere woorden, het aandeel van de zonne-energie die erop schijnt dat wordt omgezet in bruikbare elektriciteit – tot meer dan 15 procent in direct zonlicht en tot 30 procent in omgevingslicht. Ter referentie: commerciële zonnepanelen hebben momenteel een gemiddeld rendement van ongeveer 20 procent. De nieuwe generatie DSC's vertoonden ook een "operationele stabiliteit op lange termijn" van ten minste 500 uur.

Enorm potentieel
Materialen die zonlicht omzetten in elektrische energie hebben een enorm potentieel om te voorzien in de toenemende behoefte van de planeet aan kosteneffectieve hernieuwbare energietechnologieën. Glazen ramen hebben een bijzonder enorm potentieel: wat als hele wolkenkrabbers zouden kunnen worden omgezet in verticale zonneparken?

In 2017 was een team van de Michigan State University, dat een nieuw type zonneconcentrator ontwikkelde die zonne-energie opwekt wanneer deze boven een raam werd geplaatst, van mening dat transparante zonnetechnologieën ongeveer 40 procent van de energievraag in de Verenigde Staten zouden kunnen leveren. Het schatte dat in combinatie met zonnepanelen op het dak – en de juiste opslagtechnologie – dat aandeel zou kunnen stijgen tot bijna 100 procent.

In Europa was zonne-energie deze zomer goed voor 12,2 procent van de opgewekte elektriciteit in de Europese Unie, het hoogste ooit geregistreerde aandeel. Op basis van de huidige trends heeft het volgens de Europese Commissie het potentieel om tegen 2040 tot 20 procent van de elektriciteitsvraag van de Europese Unie te dekken.

DSCSwissTech Convention CenterbipvfotosyntheseDye-sensitized solar cellsEPFL Solar Energy Blinds

Bedrijvenregister

Agenda

Webinar: Introductie tot Solar Monkey

Logo Solar Monkey
25 oktober 2022 - 30 april 2023

Solar Monkey

Lees verder

Training: Basis Installatietraining FlatFix

Logo Esdec
6 december 2022
13:00 - 16:00
Esdec Innovation Center

Esdec

Lees verder

Webinar: Webinar Smart Energy Community: de kansen voor slimme energiediensten binnen kantoorgebouwen

6 december 2022
15.00-16.15 uur
Online

TKI Urban Energy

Lees verder

Seminar: Esdec Calculator training

Logo Esdec
8 december 2022
11:00 - 12:00
Online

Esdec

Lees verder

Volledige agenda

Wekelijks op de hoogte blijven van de beste analyses en de nieuwste producten?
Meld u nu aan voor de nieuwsbrief!

Registreer nu