Dunnelaagzonnecellen of dunnefilm zonnecellen
Deze cellen worden gemaakt met behulp van een opdamptechniek, zoals plasmadepositie. We onderscheiden:
a) Amorf silicium
Deze zijn opgebouwd uit een netwerk van Si-atomen zonder regelmatig geordend kristalrooster ( Amorf slaat op het ontbreken van een kristalstructuur).
Voordelen hiervan zijn het kleinere materiaalverbruik, de eenvoudige continue productie met een laag energieverbruik en de mogelijkheid van grote oppervlakten te bedekken op goedkope dragers zoals glas.
Een nadeel van het amorf silicium is dat het een lager rendement heeft per cel (ongeveer de helft van kristallijn silicium). We kunnen dit verminderen. Dit kan door een combinatie van een polykristallijn silicium zonnecel met erbovenop amorf silicium zonnecel. Het fabricage proces wordt hierdoor ook complexer. In vergelijking met polykristallijne PV-modules nemen amorfe siliciummodules bijna een dubbel zo grote oppervlakte in. Dit is te verklaren door het lagere rendement.
b) Koper Indium Gallium Selenide ( CIGS)
In deze groep onderscheiden we twee soorten: CIGS op glas en CIGS op folie. Bij de CIGS op glas wordt er nog een extra laagje molybdeen toegevoegd dat werkt als een elektrode. Als men een metaalfolie als substraat gebruikt, dan is het logisch dat deze onmiddellijk als diode wordt benut. Ook kan een laagje zinkoxide al elektrode gebruikt worden. Hierbij wordt er ook een laagje cadmium sulfide toegevoegd om een N-P laag te bekomen (halfgeleider). Op deze mannier bestaat de zonnecel uit verschillende lagen: metaalfolie-CIGS-cadmium sulfide-zinkoxide-transparante folie. CIGS zonnecellen worden vooral gebruikt in de ruimte omdat ze een vrij hoog rendement hebben van 20%. Ze zijn dan ook wel wat duurder.
c) Cadmium Telluride of CdTe
CadmiumtTelluride net zoals CIGS wordt gebruikt in de nieuwe generatie dunne-film cellen. De structuur ervan is dan ook ongeveer vergelijkbaar met die van de CIGS cel. Het verschil is dat bij de CdTe cellen andere materialen gebruikt worden, namelijk tinoxide en koolstofpasta met koper die als elektrode gebruikt worden. De cellen hebben een iets lager rendement dan CIGS cellen. Het rendement van de cellen bedraagt ongeveer 15%. Een zeer groot nadeel aan de cadmium telluride cellen is dat cadmium uiterst giftig is. Het heeft net als kwik en lood de eigenschap om opgestapeld te worden in de voedselketen. Daarom is men nu volop bezig met de ontwikkeling van cadmiumvrije cellen.
d) Dunne film kristallijn silicium
Deze soort zonnecellen wordt nog volop uitgewerkt. Het gaat hier om dunne film zonnecellen die werken met het principe van de monokristallijne zonnecel ( uitgelegd in 3.1.1. ).
e) Concentrator tandemcellen
Een weg om de kost van fotovoltaïsche energieopwekking te verlagen is door de zonneceloppervlakte te verkleinen en het zonlicht te concentreren door concentrerende spiegels en lenzen. Meestal gebeurt dit met een zonnevolgsysteem. Voor deze methode gebruikt men zonnecellen met een zeer hoog rendement. Dit systeem ( Figuur 14 ) is enkel zinvol in klimaten met zeer veel zon. Deze methode is iets goedkoper doordat zonnecellen zelf ( die nu in mindere mate nodig zijn) duurder zijn dan de lenzen en spiegels.
f) Kleurstofgesensibiliseerde zonnecellen
Kleurstofgesensibiliseerde zonnecellen ( dye sensitized solar cells of DSSC’s) bestaan uit een nanoporeuze elektrode van een oxide waarvan ieder deeltje bedekt is met een mono-moleculaire laag van een organische kleurstof. Bij het maken van deze cellen worden ze ondergedompeld in een vloeibaar elektrolyt. De vloeibaarheid van de elektrolyt en de organische afkomst van de kleurstof zorgen voor problemen met de stabiliteit van de cel op langer termijn. Het rendement van deze cellen ligt dan ook een stuk lager.
g) Organische cellen
Een organische zonnecel is gemaakt op basis van polymeren. Dit is helemaal anders tegenover de anorganisch gemaakte silicium zonnecellen. Het proces om deze zonnecellen te maken is ook veel goedkoper. Een organische zonnecel bestaat uit een combinatie van polymeren en koolstof in de vorm van nanobuisjes en fullerenen. Deze twee liggen in een golvend patroon naast elkaar. Bij bestraling met zonlicht zullen de elektronen in het polymeer opgewekt worden. In de fullerenen zullen ze worden opgevangen en worden afgesnoerd via de nanobuisjes. De nanobuisjes werken als kleine geleiders die een groot vermogen aan elektronen aankunnen. De organische cellen kunnen makkelijk geschilderd worden en hebben zo verscheidene kleuren. Een nadeel is dat het rendement ervan nog niet zo hoog is. Het rendement ligt namelijk rond de 5 %.
Maak jouw eigen website met JouwWeb