De eerste zonnecel is gemaakt in 1839 door toen 19 jaar oude Edmond Becquerel. Hij merkte namelijk op dat er elektriciteit ontstond toen er licht viel op een stukje zilverchloride. De efficiëntie hiervan bedroeg nog geen 1 procent, maar gelukkig is er sindsdien veel veranderd.

Ondertussen ligt het rendement van zonnepanelen zo rond de 15-20%. Het eerste paneel met 20% rendement was echter al 30 jaar geleden gemaakt in Australië door Andrew Blakers en Martin Green. Hun technologie wordt nu geïmplementeerd in de zonnepanelen die voor iedereen beschikbaar zijn. Niet lang geleden heeft Martin Green opnieuw een flinke stap in de goede richting gezet, ditmaal in samenwerking met Mark Keevers.

Doorbraak in rendement

De zojuist genoemde onderzoekers hebben onlangs een wereldrecord bereikt in het rendement dat behaald is met een zonnecel. Maar liefst 34,5% bedraagt de efficiëntie van hun nieuwe techniek. Dit is een bijzonder indrukwekkend gegeven aangezien verwacht werd dat dergelijke rendementscijfers pas over vele jaren bereikt zouden worden. De manier waarop dit rendement bereikt wordt, is door het inkomende zonlicht te filteren.

Licht bestaat uit verschillende frequenties, oftewel golflengtes. Door als het ware voor vier verschillende bandbreedtes van de golflengtes aparte zonnecellen te gebruiken, wordt er meer energie uit het licht opgenomen. Het overige deel dat niet wordt benut door de filter wordt doorgelaten voor de volgende filter. Daarnaast wordt het infrarode licht in de cel opgevangen en rond gekaatst. Deze techniek optimaliseert eveneens de hoeveelheid energie die uit het licht kan worden opgenomen. Een groot voordeel van deze nieuwe techniek is bovendien dat het licht kan absorberen uit iedere invalshoek. Hierdoor is het nog beter toepasbaar voor uiteenlopende situaties.

Beschikbaarheid

Zoals in het begin van het artikel al te lezen was, duurde het zo’n 30 jaar voordat de innovatie in reguliere panelen was terug te vinden. Ook hier zal het nog even duren voordat de techniek benut kan worden voor de commerciële markt. De uitdaging zit hem in de schaalbaarheid van het ontwerp. Op dit moment wordt het rendement bereikt op een cel met een oppervlakte van 28 cm2 en dat willen ze vergroten naar 800 cm2, met behoud van rendement. Als dit lukt dan wordt de technologie ook betaalbaar, voor nu is dat met de beperkte oppervlakte nog niet het geval.
Hieronder een video waarin de onderzoekers zelf hun ontwikkeling kort toelichten:

Andere ontwikkelingen

Groot nieuws was onlangs de deal die Tesla met SolarCity heeft opgesteld. Het doel van deze samenwerking is het ontwikkelen van fotovoltaïsch materiaal dat gemaakt wordt in de vorm van een dak van een huis. Ze onderscheiden zich dus door niet zozeer panelen te ontwikkelen voor op het dak, maar het dak zelf wordt het zonnepaneel. Hoe het er exact uit komt te zien is nog gissen, maar dat ze grote plannen hebben is duidelijk: Lyndon Rive, de CEO van SolarCity, zegt samen te werken met de installateurs die jaarlijks 5 miljoen nieuwe daken plaatsen in de U.S. Het is nog afwachten of het Tesla en SolarCity gaat lukken om een elegant, betaalbaar en efficiënt dak te ontwikkelen, maar het is een veelbelovend initiatief.

In Mumbai is afgelopen maand de Solar Power Tree gelanceerd. Het idee hiervan is dat het niet alleen esthetisch aantrekkelijker is, maar hierdoor wordt ook de hoeveelheid land die in beslag wordt genomen door de panelen verminderd. Zo kan het land tegelijkertijd ook nog gebruikt worden voor landbouw.
De ontwikkelingen omtrent zonnepanelen staan dus duidelijk niet stil en er is dan ook veel om naar uit te kijken.

Evi de Lange werkzaam bij Zonnepanelengids.