Nieuwe zonnecel behaalt rendement van bijna 29 procent

“Dit is een nieuw efficiëntierecord in het omzetten van zonne-energie naar elektriciteit.” Is nonsens; huidige record staat op 43,5% voor een triple junction lattice matched zonnecel van Solar Junction.

Rik: er is een fundamenteel verschil tussen “cellen” en “modules”. De laatsten bezitten immers nogal wat ruimte tussen de cellen in, en er omheen. Dat laatste is nodig om aan elektrische isolatie eisen te voldoen. Je hebt gelijk dat het blijkbaar eerder geciteerde “23% cel rendement” (niet meer te vinden in het stukje) absoluut geen “gemiddelde” kan zijn van de bestaande commercieel verkrijgbare producten.

Photon module overzicht februari 2011 geeft de destijds maximaal bekende CEL rendementen voor kristallijne modules (hierbij dus even alle exoten skippend zoals het genoemde GaAs, dat kan geen mens zich momenteel veroorloven in de huidige commerciële realiteit, er is nog helemaal geen product bekend wat ook daadwerkelijk verkocht wordt):

Perl monokristallijne CEL 25% omzettings-efficiëntie
Fraunhofer ISE multikristallijne CEL 20,4% o.-e.

Dat zijn echter (ook) laboratorium records, die nog lang niet in commerciële productie zijn beland, want dan gaan er heel wat compromissen gesloten moeten worden (nukken en grillen van geautomatiseerde productie apparatuur, toleranties, etc.) die de ultieme IEC/UL gecertificeerde eindproducten, de modules moeten bevatten.

Wordt inmiddels al hard gewerkt door diverse contribuanten aan PV-SEC in Hamburg, die al WEL pilot producties hebben lopen, of zelfs al in commerciële productie.

Van de laatste is Sunpower (USA) al jaren koploper, en die heeft inmiddels cellen met 22,4% in commerciële productie (n-type monokristallijn silicium met back-side contacten). Veel te verwachten verder van Panda modules van Yingli, die al op 19,5% cel rendement zitten in een pilot-project. Samenwerking met ECN die de technologie heeft aangeleverd… Panda modules met lagere rendementen worden reeds verkocht in Europa, ik ken al een paar klanten. Dat zijn ook n-type cellen, maar geen back-contact technologie.

Canadian Solar heeft – wederom – ECN’s metal-wrap-through technologie in pilot-line met ruim 19 procent cel rendement. En ga zo maar door, het is niet meer bij te houden. (cijfers uit Photon van oktober jl.).

Uiteraard zijn CEL rendementen in de massaal verkochte standaard modules op de wereldmarkt lager dan deze top producten. Zie bijvoorbeeld de multikristallijne H-type cel die nog steeds bij Solland Solar op de site staat (prima product, wordt straks echter helaas niet meer gemaakt): 14,8 tm. 17,25% omzettings-efficiëntie.

http://www.sollandsolar.com/IManager/Download/503/23676/4633/177163/EN/4633_177163_U9YS_Datasheet_H-Cell.pdf

De producten van een hele grote, professionele Chinese speler, JA Solar, zittten zo’n beetje in de range 16-19% (CEL rendement), zie datasheets te downloaden van deze pagina:

http://www.jasolar.com/webroot/products/

Dat laat alles onverlet dat de MODULE rendementen (omzettingsefficiëntie van het complete zonnepaneel) natuurlijk vanwege ruimte tussen de cellen en er omheen lager zijn. Module rendement wordt in de praktijk namelijk bepaald t.o.v. de BUITEN omtrek van de zonnepanelen, dus ook het frame zit daar bij, en dat kan ook geen elektriciteit maken uit zonlicht. En drukt dus het totale module rendement…

En dan kom je voor de bulk van de markt op de door jou genoemde 12-15% “module efficiëntie”. Dat moet strict gescheiden gehouden worden van “cel-efficiëntie”.

In het februari overzicht van Photon kwamen ze, met hun gigantische database aan zonnepaneel modellen, op dat moment op gemiddelde module rendementen (commercieel verkrijgbare panelen) van zo’n 13,8%. Monokristallijn zat er met bijna 14,5% boven, maar het “gat” met multikristallijn wordt wel kleiner.

De commercieel verkrijgbare (maar natuurlijk prijzige) Sunpower modules hebben al een module efficiëntie van 16,9 (210 Wp paneel) tot zelfs al 20,1-20,4% (327 – 333 Wp paneel). Japans’ Sanyo modules zitten met hun unieke hetero-junction technologie (mono sandwich met amorf Si) inmiddels op zo’n 17,7-19,0%.

Overigens zitten de back-contact SunWeb® modules van Solland Solar/Schott Solar ook al op een aardige 14,8-15,8%, afhankelijk van het – commercieel verkrijgbare – model (althans: volgens datasheet wat ik hier heb liggen). De vraag is of ze de snoeiharde concurrentie aan kunnen…

Alle andere gemelde “cel-efficiëntie records” hebben tot nu toe nog steeds niet tot commerciële productie geleid, want cost is king, en er gaan heel wat bedrijven met dat soort prijzige concepten byzonder zware tijden tegemoet.

Wat niet is, gaat beslist nog komen. Maar dat is zeker niet alleen het gevolg van het “onafhankelijk laten testen van een proefmonstertje bij dit of dat testinstituut”. De bikkelharde, fysiek te implementeren productie is de crux. Als je dat niet redt, kun je het met de meest fantastische laboratorium producten wel op je buik schrijven. Menig dunnelaag startup in USA kan daar over meepraten, en dat is beslist niet alleen het veel te dure (en matig presterende) Solyndra geweest (CIGS buizen)…

Tot slot, over je opmerking “meeste zonnecellen multi”. Dat klopt, maar wel in perspectief blijven zien. Aandeel wereldmarkt productie 2010 was 52,9%, mono had 33,2%, dunnelaag is teruggevallen naar 5,3% (is grotendeels CdTe First Solar), en als laatste “significante” exemplaar amorf en of amorf/mikrokristallijn Si 5%. © Photon april 2011.