Laatst bewerkt op: 09 jun 2020
Tot niet lang geleden was de industrie voor fotovoltaïsche cellen een afgeleide van de industrie voor de chips die zich in jouw computer bevinden. Voor de productie van computerchips is immers, net als voor zonnepanelen, een hooggradige en zeer pure vorm van silicium nodig. Het is dan ook lange tijd zo geweest, dat zonnepanelen werden gemaakt van het ‘afvalmateriaal’ van de computerchips. Omdat dit materiaal erg moeilijk te (ver)krijgen is, is het relatief duur. Echter, voor een zonnecel zijn de materiaaleisen minder hoog dan voor een chip. Hierdoor zijn de grondstoffen eigenlijk beter zijn dan noodzakelijk.
De ‘te goede’ en moeilijk verkrijgbare grondstoffen hebben tot gevolg dat zonnecellen eigenlijk duurder zijn dan nodig. Dit heeft op zijn beurt een flinke demper op de groei van de industrie gezet, waardoor het nooit rendabel is geweest speciaal voor zonnecellen een goedkoper materiaal te winnen. Met de huidige explosieve groei van de zonne-sector, is men echter op zoek naar goedkopere en beter beschikbare alternatieven. Het zou namelijk simpelweg zo kunnen zijn, dat het aanbod van ‘restmateriaal’ niet voldoende is om de gestaag groeiende vraag aan te kunnen. Een mogelijkheid zou zijn de chipfabriek te omzeilen en de grondstof direct te bestellen, maar waarom zou je duur materiaal kopen als het goedkoper kan?
Een oplossing lijkt zich aan te dienen in de vorm van Upgraded Metallurgical Grade silica (UMG-Si). Omdat dit materiaal goedkoper is, zijn fabrikanten van zonnecellen het eens goed onder de loep gaan nemen om te kunnen bepalen in welke mate het toepasbaar is in toekomstige zonnecellen. Uit eerste studies is gebleken dat er wel eerst een serie hordes genomen moet worden. In de eerste plaats heeft een UMG-cel een rendement dat significant lager is dan dat van traditioneel silica. Daarnaast hebben wetenschappers en ingenieurs van Day 4 Energy, één van de bedrijven die experimenteert met het gebruik van UMG, ontdekt dat UMG-cellen beschadigd kunnen raken als ze in de schaduw terecht komen. In een dergelijke situatie, waarbij weinig elektrische stroom door de cel loopt (zie de werking van zonnecellen), kan de stroom verkeerdom gaan lopen. Dit kan een kettingreactie veroorzaken waarbij het hele paneel doorbrandt. Om het paneel hiertegen te beschermen zijn diverse oplossingen denkbaar, maar day 4 energy kiest voor het plaatsen van een zogenaamde by-pass diode (een diode is een schakelement dat elektrische stroom slechts in één richting doorlaat) in elke zonnecel. Dit in elke cel aanwezige element voorkomt dat stroom de verkeerde richting uitloopt en beschermt zo het UMG-paneel.
Het kunnen gebruiken van UMG voor zonne-energie zou een enorme stap voorwaarts zijn; zonnecellen gemaakt van het materiaal kunnen zomaar een factor zes goedkoper zijn dan hun dure broertjes van uitzonderlijk puur silica. Vanwege het ongetwijfeld lagere rendement zal het uiteindelijke verschil in prijs per watt lager zijn. Het verschil is naar verwachting echter groot genoeg om zonne-energie een enorme boost te geven. Bijkomend voordeel van UMG, is er heel wat minder energie nodig is voor de productie, waardoor zonnepanelen dus nog ‘groener’ en kostenefficiënter kunnen worden!
