GESCHIEDENIS VAN DE ZONNECEL de vroege dagen

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "GESCHIEDENIS VAN DE ZONNECEL de vroege dagen"

Joannes Baert
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 de vroege dagen 1839 Edmond Becquerel ontdekt dat metaalplaatjes in een geleidende vloeistof onder belichting een spanning en een stroom leveren: het fotovoltaïsch (PV) effect. Comptes Rendues 6 (1839) Adams en Day ontdekken het PV-effect in vast selenium De uitvinder Charles Fritts maakt de eerste echte zonnecellen, gemaakt van plakjes selenium met een dun laagje goud en beschrijft hun enorme mogelijkheden als energiebron. Er bestaat nog geen theorie om het PV-effect te verklaren Einstein publiceert zijn historische artikel over het foto-elektrisch effect (een foton kan een elektron losmaken), een belangrijke basis voor het begrip van zonnecellen Millikan levert experimenteel bewijs voor Einstein s theorie Einstein ontvangt de Nobelprijs voor zijn theorie uit Onderzoek aan cellen op basis van onder meer koperoxide, cadmiumsulfide en loodsulfide. Het rendement *) is 0,1-0,5%. 1 *) Het rendement is de verhouding tussen de geleverde elektrische energie (eigenlijk: vermogen) en de ontvangen energie in de vorm van opvallend zonlicht, meestal gemeten onder standaard condities.

1883 De uitvinder Charles Fritts maakt de eerste echte zonnecellen, gemaakt van plakjes selenium met een dun laagje goud en beschrijft hun enorme mogelijkheden als energiebron.

2 de technologische doorbraak 1941 Ohl (Bell Labs) ontdekt bij toeval dat het PV-effect ook in silicium kan optreden, wanneer dat materiaal voldoende zuiver is. Het gaat om een p-n overgang die is ingegroeid tijdens het kristallisatieproces Kingsbury en Ohl (Bell Labs) maken een primitieve p-n overgang (het hart van de zonnecel) door silicium met helium te bombarderen. Het rendement van deze cellen is minder dan 1% Chapin, Fuller en Pearson (Bell Labs) bereiken een doorbraak met siliciumcellen door op gecontroleerde wijze met fosfor een ondiepe p-n overgang te maken. De cellen halen 6% rendement. (vlnr) Pearson, Chapin en Fuller meten een van hun zonnecellen. Uit: From space to earth, J. Perlin,

1952 Kingsbury en Ohl (Bell Labs) maken een primitieve p-n overgang (het hart van de zonnecel) door silicium met helium te bombarderen.

3 GESCHIEDENIS de eerste toepassingen National Fabricated Products (NatFab) koopt een licentie van Western Electric (een dochter van Bell) voor de productie van silicium zonnecellen Hoffman Electronics koopt NatFab en start productie en marketing van producten op zonne-energie. Commercieel wordt het een fiasco, omdat de elektriciteit nog veel te duur is De Vanguard I is de eerste satelliet met zonnecellen (van Hoffman) als energiebron. De cellen werken prima en zijn daarna niet meer weg te denken uit de ruimtevaart. Het rendement is zo n 12%.

1956 Hoffman Electronics koopt NatFab en start productie en marketing van producten op zonne-energie.

4 verbeteren en verbreden Pril enthousiasme voor zonnecellen (1956) Uit: Een kwestie van lange adem, G. Verbong e.a., Silicium zonnecellen worden technisch steeds beter en bereiken een rendement van ruim 17%. Er wordt ook een scala aan andere soorten (vooral dunne-film) zonnecellen onderzocht en ontwikkeld: InP, CdTe, Cu(In,Ga)Se 2 (CIGS), GaAs, amorf Si, etc. rendement (%) wafer kristallijn-si cellen dunne-film CIGS cellen dunne-film CdTe cellen dunne-film amorf-si cellen (stabiel) kristallijn-si modules GIGS modules amorf-si modules (stabiel) jaar 4

rendement (%) 30 25 20 15 10 5 0 wafer kristallijn-si cellen dunne-film CIGS cellen dunne-film CdTe cellen dunne-film amorf-si cellen (stabiel) kristallijn-si

5 keuze GESCHIEDENIS soorten en maten kleurstofmodule polymere cel Mali ECN a-si Tibet Mayersloot 5 CIGS

6 groei naar volwassenheid moduleproductie (MWp) jaar overige Europa Japan VS totaal Bron: P.D. Maycock (febr. 2002) heden De markt voor zonnecellen groeit met gemiddeld 20-25% per jaar. Wanneer deze groei zich doorzet, kan rond het midden van deze eeuw 1 tot 10% van de wereld-energiebehoefte met zonnecellen worden gedekt heden De prijs van complete systemen daalt gestaag met zo n 5-7% per jaar heden Zonnecellen worden zeer geavanceerde en soms complexe elementen. Het rendement van sommige (Si, GaAs) ligt al dicht bij het theoretisch maximum voor deze materialen heden Een compleet nieuwe familie van zonnecellen doet zijn intrede in het lab: de organische cellen. De gereedschapskist voor de 21ste eeuw is goed gevuld heden De zonnecelwereld gaat de horizon verkennen op zoek naar de absolute grenzen: supercellen met een theoretisch rendement tot 85%. 6

Wanneer deze groei zich doorzet, kan rond het midden van deze eeuw 1 tot 10% van de wereld-energiebehoefte met zonnecellen worden gedekt.

Vergelijkbare documenten

prijs PV-module (2009; $/W) 100 10 1979 c-si 2007 kristallijn silicium dunne films trend silicium trend dunne films tekort aan polysilicium dunne film 2009 2009 1 1 10 100 1.000 10.000 100000 1.000.000