Sanyo presenteerde onlangs de meest efficiente zonnecel met een rendement van 20,7 procent. Goedkopere zonnecellen van amorf silicium komen niet bij dit rendement in de buurt: zeven procent. Wetenschappers uit Delft hebben dit rendement echter weten te verhogen.

Onderzoekers aan de TU Delft verhoogden het rendement van goedkope zonnecellen van zeven naar negen procent. De onderzoekers gebruikten amorf silicium in plaats van kristallijn silicium. De zonnecellen van amorf silicium kunnen relatief goedkoop geproduceerd worden met een dun laagje silicium. Wel is de het rendement veel lager: zeven in plaats van achttien procent.

Dit komt vooral door het Staebler-Wronski effect. Dit is een wetenschappelijk nog niet helemaal opgehelderd fenomeen dat zich manifesteert in de eerste uren dat de cellen worden blootgesteld aan zonnestraling. Hierdoor zakt het rendement met bijna een derde, van ongeveer tien procent naar circa zeven procent.

Verdunnen met waterstof
Gijs van Elzakker heeft tijdens zijn promotie-onderzoek naar aanpassingen in het productieproces gekeken die het rendement kunnen verhogen. De siliciumlaag in de zonnecellen waar hij zich mee bezig hield, wordt gemaakt uit silaangas (SiH4). De structuur van het siliciumlaagje kan worden veranderd door dit silaangas tijdens het productieproces te verdunnen met waterstof. Het gebruik van waterstof blijkt het negatieve Staebler-Wronski effect te kunnen verminderen.

Hoger rendement
Van Elzakker: “We hebben laten zien dat de invloed van het Staebler-Wronski effect hierdoor flink is te reduceren. Wanneer men deze kennis bij de fabricage van dit type zonnecellen toepast, kan men verwachten op een rendement van negen procent uit te komen.”