Onderzoekers van het Nederlands-Belgische onderzoeksinstituut Solliance Solar Research en het Amerikaanse MiaSolé Hi-Tech Corp hebben een tweelaagse, flexibele zonnecel ontwikkeld waarmee een efficiëntie van 23 procent is behaald.
Volgens Solliance Solar Research is dit een nieuw record. Bij hun zonnecel hebben de onderzoekers naar eigen zeggen het beste van twee werelden gecombineerd, in de vorm van het combineren van twee dunne-film zonnetechnologieën. Daarbij is een semi-transparante perovskietzonnecel op een koper-indium-galliumselenide-cel geplaatst.
Deze tandemzonnecel heeft volgens Solliance het voordeel van een in potentie hogere efficiëntie dan een normale single-junction zonnecel, doordat beide elkaar aanvullen. Simpel gezegd kan het licht dat de ene cel niet absorbeert en omzet in energie, door de andere cel alsnog worden omgezet.
Koper-indium-galliumselenide of CIGS is een halfgeleider die zich heeft bewezen als een stabiele dunne-film voor zonnecellen, waarbij een hoog rendement kan worden gehaald. Het materiaal is geschikt om heel flexibele en lichte cellen en modules te maken. Perovskieten zijn zachte, kneedbare, kunstmatige kristallen die zonlicht in elektriciteit kunnen omzetten. Ze absorberen veel licht, kunnen de elektronen goed transporteren en zijn goedkoop om te maken, al zijn sommige perovskieten nog onstabiel.
De CIGS-cel is afkomstig van MiaSolé Hi-Tech Corp, waarbij onlangs nog met een module op basis van deze halfgeleider een efficiëntie van 17,44 procent werd gehaald met een actief oppervlak van iets meer dan een vierkante meter. De 23 procent efficiëntie van de hybride cel werd volgens de onderzoekers behaald door procesverbeteringen in de onderste CIGS-cel. Door procesveranderingen is bij de CIGS-cellen een betere spectrale respons mogelijk, mits er een perovskietcel bovenop wordt geplaatst. De onderzoekers denken dat nadere verbeteringen de efficiëntie tot 'ver boven de 23 procent zullen brengen'.
Solliance Solar Research was bij de tandemzonnecel verantwoordelijk voor de inbreng van de perovskiettechnologie. Dit is onderzoeksorganisatie waarin drie instituten samenwerken, te weten het Nederlandse TNO, het Belgische imec en Energie Onderzoekscentrum Nederland. Laatstgenoemde is sinds 2018 onderdeel van TNO.