ERC ‘Verenigen van PV’ – Toepassen van Silicium zonneceltechnologieën om het design van dunnefilm zonnecellen te optimaliseren en hun efficiëntie, kost en stabiliteit te verbeteren
Het ERC-project ‘Verenigen van PV’ is een innovatief project rond het design van nieuwe dunnefilm zonnecellen. Voor de ontwikkeling van deze zonnecellen worden technieken toegepast gebaseerd op geavanceerde Silicium zonnecelconcepten.
Dunnefilm fotovoltaïsche zonne-energie heeft een groot potentieel voor het integreren van PV in gebouwen (Gebouwgeïntegreerde PV of BIPV) aangezien Europese woningen en gebouwen bijna-energieneutraal (BEN) zullen moeten zijn tegen 2020. Momenteel vertonen Cu(In,Ga)(S,Se)2 (= CIGS(e)) dunnefilm zonnecellen een hoge efficiëntie, maar ook een simpele één-dimensionaal celontwerp met bekommernissen rond stabiliteit en betrouwbaarheid. Bovendien werd in het huidig onderzoek vooral gefocust op het verbeteren van de absorptie- en bufferlagen.
In wetenschappelijk opzicht tracht het project de praktische belemmeringen van de efficiëntie van CIGS(e) dunnefilm zonnecellen te bestuderen. Het doel is daarmee het design van CIGS(e) zonnecellen te verbeteren door de implementatie van geavanceerde drie-dimensionale Silicium (Si) zonnecelconcepten. Dit vernieuwde design bestaat uit: (i) het bestuderen van passiveringslagen om de recombinatie van ladingsdragers op CIGS(e)-oppervlaktes te verminderen. Het doel is nieuwe inzichten te verwerven en nieuwe wetenschappelijke modellen te ontwikkelen. (ii) Methodes voor het lichtbeheer zullen bestudeerd worden om de optische compactheid in UT CIGS(e) lagen te optimaliseren. Deze ontwikkelingen worden voornamelijk geïntroduceerd om de recombinatie van ladingsdragers in CIGS(e)-oppervlaktes en in grootschalige CIGS(e)-opstellingen te reduceren en tegelijkertijd de optische compactheid te garanderen.
In technologisch opzicht probeert het project een zonnecel te ontwikkelen met: (i) een verhoogde celefficiëntie, minstens 23.0 % en maximum 26.0 %; (ii) een verbeterde stabiliteit en betrouwbaarheid, door de verlaagde CIGS(e)-dikte en passiveringslagen die de circulatie van alkalimetaal belemmeren, en (iii) een verlaagde kost door minder gebruik te maken van Ga en In, door het gebruik van industrieel inzetbare materialen, methodes en apparatuur. Bijgevolg zal de uitkomst van dit project opschaalbaar zijn, toepasbaar zijn in andere dunnefilm PV-materialen en een nieuwe golf aan innovatief onderzoek en samenwerkingen tussen dunnefilm- en Silicium PV onderzoeksvelden faciliteren.