|
| |
Toepassing zonnecellen Ruimtevaart De eerste bruikbare PV-cellen werden in de jaren 1950 ontwikkeld omdat men in de ruimte een energiebron wilde hebben. Men maakte daarbij handig gebruik van het feit dat er voor de elektronica –destijds de transistor- een op het groeien van éénkristallen van silicium gebaseerde technologie ontstaan was. Er viel vrij eenvoudig door doping van dit bijzonder zuivere silicium (typisch 1 vreemd atoom per 10¹³) een zonnecel te maken. Het probleem was dat de opbrengst maar een paar procent van de opvallende zonne-energie was en dat er in de ruimte al snel schade ontstond door het hoge stralingspeil.
Men keek ook voorbij aan het feit dat in het produceren van de cel wel erg veel energie gestopt moest worden. Je moest de cel wel erg lang gebruiken om die er weer uit te krijgen, maar voor de ruimtevaart was dat geen probleem. Er werd ook voorbij gekeken aan het geit dat silicium een indirecte bandgap heeft, en dat beperkt de mogelijke opbrengst danig. Daar stond tegenover dat silicium een van de weinige halfgeleiders was waar men heel veel van wist. De ontwikkeling van die kennis had veel tijd en geld gekost. Aardse toepassingen Ook op aarde worden zonnecellen steeds meer toegepast, vooral op plaatsen waar een stopcontact niet bereikbaar is. Ze zijn inmiddels een stuk verbeterd en leveren meer opbrengst op. Sinds de eerste oliecrisis van de jaren ’70 is er gezocht naar mogelijkheden om er op veel ruimere schaal energie mee te winnen. Begin jaren ’80 is dat onderzoek weer goeddeels op een laag pitje gezet door allerlei bezuinigingen, maar na de stijging van de olieprijzen in de millenniumjaren is er weer meer belangstelling voor deze technologie.
Het was al rond 1980 duidelijk dat, wil deze technologie werkelijk een concurrent worden voor andere technologieën, de cellen vervaardigd zullen moeten worden van iets anders dan een éénkristal. Op zich is er geen fundamentele reden waarom dit niet zou kunnen. De uiterst hoge zuiverheid en het éénkristallijne karakter is op zich niet nodig voor een zonnecel.
Onderzoek concentreert zich daarom op een aantal aspecten: - Andere materialen (liefst met een directe bandgap)
- Niet-kristallijne of polykristallijne halfgeleiders
- Goedkopere productiemethoden (zowel naar geld als naar energie)
- Cellen die meer dan één bandgap hebben.
Het is bijvoorbeeld mogelijk gebleken halfgeleiders als CuInSe₂ in dunne lagen op te dampen en daarmee vrij hoge rendementen te behalen (17%). Ook amorf silicium is een mogelijkheid. Voor dit soort systemen is geen dure en energieverslindende kristalgroei nodig.
|
|
