ESPResSo, een ambitieuze samenwerking om perovskiet zonnecellen te realiseren

17-04-2018

LEUVEN, 17 April, 2018 – Imec, partner van EnergyVille, is aangeduid als coördinator van een ambitieus 3-jarig door de Europese Unie (EU) gefinancierd project, "ESPResSo" (Efficient Structures and Processes for Reliable Perovskite Solar Modules), dat leiders op het gebied van perovskiet PV-technologie verzamelt om een revolutie teweeg te brengen in de Europese fotovoltaïsche (PV) -industrie.

Het ESPResSo-consortium heeft van de Europese Unie meer dan 5 miljoen euro gekregen om de beperkingen van de huidige perovskiet-PV-technologie te overwinnen, perovskiet zonnecellen naar het volgende niveau te brengen en hun praktische toepassing aan te tonen. Tot de leden van het consortium behoren de onderzoeksorganisaties Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) uit Zwitserland en Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) uit Italië; perovskiet zonnecellen scale-up en industrialisatie leden imec uit België, Universita degli Studi di Roma Tor Vergata (UNITOV-CHOSE) uit Italië en Fraunhofer Instituut voor zonne-energiesystemen ISE uit Duitsland; en deskundigen op het gebied van duurzaamheid en hernieuwbare energie CSGI (Consorzio Interuniversitario per lo Sviluppo dei Sistemi a Grande Interfase) uit Italië en de universiteit van Cyprus. Leden die materialenontwikkeling vertegenwoordigen, zijn Dycotec Materials LTD uit het Verenigd Koninkrijk, Dyenamo AB uit Zweden en Corning SAS uit Frankrijk; apparatuurfabrikant, M-Solv LTD uit het Verenigd Koninkrijk; samen met ontwikkelaars van perovskiet zonnecellen, Saule Technologies uit Polen, en een geïntegreerde ontwikkelaar van fotovoltaïsche zonne-energie, Onyx Solar Energy SL uit Spanje.

Met zijn goedkope materialen en lage temperatuur depositieprocessen, heeft PV-technologie op basis van perovskiet het potentieel om zijn plaats in de dunne film PV-markt in te nemen. Perovskiet-zonnecellen hebben al hoge rendementen (boven 22%) laten zien die vergelijkbaar zijn met die van gevestigde reguliere dunne-film PV-technologieën zoals koper-indium-gallium-selenide (CIGS) en cadmiumtelluride (CdTe). De uitdaging is nu om de ongekende vooruitgang die de perovskiet PV-celtechnologie de laatste jaren heeft geboekt over te dragen van celniveau naar een schaalbare, stabiele, goedkope technologie op moduleniveau.

"Elk aspect van ons leven - van onze huizen tot onze werkplaatsen, ziekenhuizen, scholen en boerderijen - hangt af van de non-stop beschikbaarheid van energie", aldus Tom Aernouts, imec-groepsleider van dunne film-fotovoltaïsche cellen en onderzoeker bij EnergyVille. "Perovskiet-cellen hebben een duidelijk potentieel om de energiebehoeften van de wereld op een kosteneffectieve manier te ondersteunen. Het uiteindelijke doel van de partners van het ESPResSo-project is om dit te bereiken door perovskiet fotovoltaïsche cellen van het lab naar het fab te brengen."

Het ESPResSo-team richt zich op alternatieve, kosteneffectieve materialen, nieuwe celconcepten en -architecturen, en geavanceerde verwerkingskennis en -apparatuur om de huidige beperkingen van deze technologie te overwinnen. Het consortium streeft ernaar de celprestaties dicht bij zijn theoretische limiet te brengen door het celrendement van meer dan 24% (op 1 cm2) en minder dan 10% afbraak in celefficiëntie na thermische stress bij 85°C, 85% RV gedurende meer dan 1000 uur aan te tonen. Opschalingsactiviteiten zullen bovendien modules leveren met een efficiëntie van meer dan 17% die betrouwbare prestaties op lange termijn (> 20 jaar) aantonen zoals afgeleid uit IEC-conforme testomstandigheden.

Het ESPResSo-team voorziet ook integratie van modules in gevelelementen die een LCoE van ≤ 0,05 € / kWh aantonen. Prototypen van geavanceerde, willekeurig gevormde architecturen met specifieke materialen en procescombinaties zullen benadrukken dat nieuwe innovatieve toepassingen zoals flexibele substraten of hoge semi-transparantie op middellange en lange termijn goed toegankelijk zijn met deze veelbelovende dunne film PV-technologie.