Laatst bewerkt op: 09 jun 2020
Techneuten van de universiteit van Utah hebben een nieuwe manier ontwikkeld om dunne plakjes van het element Germanium te snijden. De nieuwe methode zou de kosten van dergelijke cellen significant kunnen verlagen, door de hoeveelheid afval en ‘gebroken’ plakken van het uiterst breekbare materiaal te verminderen. De dure cellen van Germanium worden tegenwoordig nog uitsluitend toegepast in de ruimtevaart, maar het uiteindelijke doel van het onderzoek is deze techniek “op de daken te krijgen”, aldus professor Eberhard Bamberg.
Dinesh Rakwal, een doctoraalstudent in de werktuigbouwkunde, voegt toe dat “we met steeds betere methodes voor de dag komen om Germanium-plakken voor zonnepanelen te verkrijgen. Hiermee verlagen we de kostprijs, het gewicht en maken we ze defect-vrij.” Tegenwoordig worden zagen van met messing gecoat staaldraad gebruikt om ronde plakken af te zagen van cilindrische Germanium kristallen. Germanium is echter zeer breekbaar, dus het gaat nogal eens mis. Gebroken stukken worden regelmatig gerecycled en dankzij de breedte van de zaag gaat er flink wat Germanium verloren. De zaag-methode is dan ook eigenlijk ontworpen voor silicium-plakken, die zo’n 100 maal harder zijn.
De nieuwe methode voor het verkrijgen van Germanium plakken, genaamd “wire electrical discharge machining” (WEDM) – zorgt voor meer dan 20% minder Germanium-afval en produceert dunnere, minder vaak gescheurde, plakken. De methode maakt gebruik van een zeer dunne draad van Molybdeen, waar een elektrische stroom doorheen loopt. De techniek wordt al een tijdje toegepast voor het bewerken van metalen tijdens het maken van gereedschappen.
Germanium is de onderste laag van de meest efficiënte zonnecel die we momenteel kunnen produceren, maar omdat alleen het ruwe materiaal al zo’n €800 per kilo kost, zijn de cellen zeer prijzig. 10cm-brede wafels kosten zo’n €50 tot €70. Alleen in de ruimtevaart, waar men het puur van de zon moet hebben, zijn de budgetten hoog genoeg om dergelijke panelen te kunnen installeren. De nieuwe techniek zal de kosten naar verwachting met zo’n 10% verlagen. Goedkoper, ja… Goedkoop, nee. Deze daling is misschien goed nieuws voor de ruimtevaart, maar hoe hoog of laag de wetenschappers ook springen: Germanium blijft voorlopig buiten handbereik van de gewone man.
