‘Massale impuls Nederlandse en Vlaamse onderzoeksinfrastructuur zonne-energie noodzaak’

Op het Thor Park in Genk hebben imec, VITO en de universiteiten KU Leuven en UHasselt hun krachten op het gebied van hernieuwbare energie en intelligente energiesystemen gebundeld onder de naam EnergyVille. Daarmee is het ook de Vlaamse hotspot voor onderzoek en innovatie op het gebied van zonne-energie. Schaeffer: ‘Er is hier over de jaren iets heel erg moois ontstaan. We zijn een belangrijke schakel in de pv-research community in Europa. En daarin moet volop worden geïnvesteerd, willen we weer een eigen solar industrie creëren.’

EnergyVille telt zo’n 400 onderzoekers die zich richten op 8 onderzoekslijnen, waaronder elektriciteitsnetten, batterijen, thermische systemen en zonne-energie. De laatste telt 3 pijlers: het verbeteren van de efficiëntie van zonnecellen, circulariteit en de integratie in producten, gebouwen, maar ook in de markt en het stroomnet. Wat is de toegevoegde waarde daarvan in het licht van het wereldwijde onderzoeksgeweld naar pv-technologie en -toepassingen? Volgens Schaeffer is die groot. Zo is het onderzoekscentrum voor nano-elektronica en digitale technologie imec altijd al wereldspeler geweest in de ontwikkeling van zonnecellen. Hetzelfde geldt echter voor kennisinstituten zoals TNO in Nederland en Fraunhofer in Duitsland. Hij duidt als eerste op het belang van samenwerking.

Brug slaan
Schaeffer: ‘Die onderlinge lijnen zijn ook al lang geleden gelegd, ook in de Benelux die momenteel koploper is in de uitrol van zonne-energie. TNO en imec werken bijvoorbeeld al zo’n 12 jaar gezamenlijk aan de ontwikkeling van dunnefilmzonnecellen binnen Solliance. Maar ook los daarvan; de wereld van Vlaamse en Nederlandse solaronderzoekers is klein, iedereen kent elkaar en weet wat een ander doet. Activiteiten worden afgestemd, resultaten gedeeld. Kijk maar naar innovatieve start-ups zoals Soltech uit Genk en Solarge uit Eindhoven, ook die hebben nauwe banden. Ik zie mezelf, Nederlander in Vlaamse dienst, als onderdeel van dit ecosysteem. Zo heb ik onlangs de taak van Wim Sinke mogen overnemen als voorzitter van de Programma Advies Commissie van het Nederlandse Meerjarige Missiegedreven Innovatie Programma (MMIP) rondom zonne- en windenergie. Ik wil ook vanuit die positie de brug tussen de innovatielandschappen van beide landen blijven slaan.’

Blijven investeren
Europa lanceerde half juni REPowerEU, een plan dat de toekomstige onafhankelijkheid van Russisch gas en olie moet verzekeren. Onderdeel is een nieuwe strategie voor het versnellen van de uitrol van zonne-energie. Parallel daaraan zet Europa in op de wederopbouw van een eigen pv-industrie. Schaeffer onderstreept dat dit niet kan zonder een massale impuls te geven aan de Europese onderzoeksinfrastructuur, dus ook die in Nederland en Vlaanderen. ‘Volop investeren in wat we hier hebben opgebouwd, is van evident belang. Zo worden zonnepanelen steeds groter, om die te testen hebben we grotere machines nodig, anders doen we niet meer mee. Maar denk ook aan complexere zaken. Wil je dat in Europa concurrerende zonnecel- en zonnepaneelfabrikanten tot bloei komen, dan moet je hier ook de zonnecellen van de toekomst zoals tandemzonnecellen ontwikkelen. En dat is nu juist een van de hoofdlijnen van ons onderzoeksprogramma.’

Rendement verdubbelen
De zonnecellen in een gemiddeld monokristallijn zonnepaneel hebben een efficiëntie van zo’n 21 procent, vertelt Schaeffer. Ieder jaar komt daar ongeveer een half tot 1 procentje bij. De theoretische grens – de zogenaamde Shockley-Queisser limiet – ligt voor silicium net boven 30 procent, in de praktijk zal die rond de 27 procent liggen.

Schaeffer: ‘Wil je grote stappen maken, het rendement van nu verdubbelen, dan moet je naar tandems; het stapelen van zonnecellen, waardoor van een groter gedeelte van het lichtspectrum gebruik kan worden gemaakt. Perovskiet als bovenlaag gebruiken, zien we daarbij als zeer kansrijk. Maar dat is zo eenvoudig nog niet, met name vanwege de verschillen in stroom. Er zijn 2 oplossingsrichtingen; perovskietzonnecellen zo groot maken dat ze dezelfde stroom produceren als de siliciumzonnecellen zodat ze naadloos aansluiten, of het probleem oplossen in de elektrische verbindingen. De weg die we het beste kunnen bewandelen, staat nog niet vast. Daarnaast is er de kwestie van levensduur. Hoe zorg je ervoor dat die van perovskiet gelijk is aan die van kristallijn silicium? Of is het zinniger de bovenlaag van perovskiet op een zeker moment te vervangen? En wat is dan nodig wat betreft het ontwerp van een zonnepaneel? Dat zijn enkele van de vele vragen waar we ons op richten.’

Lees hier het volledige artikel in de juni 2022-editie van Solar Magazine.