Onderzoekers van TNO hebben met succes een perovskiet-zonnemodule op folie op een dakpan aangebracht. De dakpan-zonnemodule heeft ondanks de gebogen vorm, een energie-efficiëntie van 12,4%. Dit is een belangrijke stap om zonne-energie beter te integreren in de gebouwde omgeving. Zo ontstaat meer ruimte voor duurzame elektriciteitsopwekking, zonder extra beslag op landschap of infrastructuur.

Eerste flexibele perovskiet zonne-dakpan ter wereld

De perovskiet-zonnemodule op buigzame folie is in samenwerking met ASAT B.V. aangebracht op een gebogen kunststof dakpan. Metingen laten zien dat het buigen van de module op de dakpan slechts een beperkt effect heeft op het rendement. De afzonderlijke modules haalden een energie-efficiëntie tot 13,8 procent. Na montage op een gebogen dakpan bleef 12,4 procent behouden.

“Voor zover mij bekend is dit wereldwijd het eerste elektrisch werkende zonne-dakpanconcept op basis van flexibele perovskiet-zonnecellen.” – Ilker Dogan, Senior Scientist TNO Solar

Van laboratorium naar industriële productie

Deze doorbraak is belangrijk omdat de gebruikte materialen en processen direct toepasbaar zijn in de industrie: ze werken onder normale omstandigheden en zijn geschikt voor maatwerk en grootschalige roll-to‑roll productie van flexibele zonnefolies.

TNO heeft hiermee de volledige ontwikkelroute doorlopen: van kleine testcellen in het lab tot flexibele modules van 10 bij 10 centimeter, tot uiteindelijk een perovskiet zonne-dakpan die direct toepasbaar is in de praktijk.

“Zo kunnen daken en infrastructuur duurzame elektriciteit opwekken zonder concessies te doen aan ontwerp of esthetiek. Dat maakt het een belangrijke stap voor de verdere ontwikkeling van zonne-energie in de gebouwde omgeving.” – Roland Valckenborg, Senior Project Manager bij TNO Solar

Samenwerking en Europese ambities

De dakpan is het resultaat van samenwerking binnen het TNO Solar Programma, waarin expertise samenkomt op het gebied van materiaalontwikkeling, productietechnieken en testen. Het project is uitgevoerd met Nederlandse en Europese partners en ondersteunt de ambitie om de zonne-maakindustrie in Nederland en Europa te versterken.

“De nauwe samenwerking tussen nationale en Europese projecten stelt ons team in staat om de perovskiettechnologie verder te brengen richting een volledig roll-to-roll productieplatform. We werken eraan om te laten zien wat flexibele perovskiet-PV kan bereiken wanneer het volledig roll-to-roll wordt geproduceerd”, zegt Dogan.

De ontwikkeling sluit aan bij bredere doelen op het gebied van energietransitie, duurzaamheid en energiezekerheid.

TNO Mass-Customization research pilot lijn waarop zonne-cellen en folies op maat gepositioneerd worden, en waarover een beschermende folie wordt aangebracht.

Volgende stappen richting toepassing

TNO werkt de komende periode verder aan het verbeteren van de levensduur, betrouwbaarheid en opschaalbaarheid van de technologie. Daarmee wordt de basis gelegd voor een volgende fase waarin flexibele perovskiet-zonnemodules hun weg kunnen vinden naar commerciële toepassingen. TNO heeft 11 maart jl. de spin-out Perovion Technologies opgericht om deze commercialisatie mede te realiseren.

Financiering

De ontwikkeling van dit prototype is onderdeel van het project ‘Solar maakindustrie naar Brabant, Solliance 2.0’ met ondersteuning vanuit de Provincie Noord‑Brabant. Daarnaast is financiering ontvangen vanuit het Horizon Europe programma van de Europese Unie voor het project LUMINOSITY*. Het werk is mede uitgevoerd met financiering vanuit het Nationaal Groeifondsprogramma SolarNL.

Anderen over deze technologie

Martijn van Gruijthuijsen, gedeputeerde Economie van de provincie Noord-Brabant: “In Brabant werken we aan de oplossingen voor maatschappelijke opgaven van vandaag en morgen. Dankzij de samenwerking in de innovatiecoalitie Solar en dankzij de slimme koppen bij TNO zijn dakpannen met zonnecellen een volgende stap in de energietransitie. Zo willen we zonne-energie beter, voordeliger en meer voorradig maken en leggen we een basis voor meer productie in Europa.”

Paul Gosselink, programma manager New Energy, BOM: “Deze demonstrator is een tastbaar en indrukwekkend resultaat van de ‘Innovatiecoalitie Solar’, die in 2023 is gestart door TNO/Solliance, de Provincie NoordBrabant en de Brabantse Ontwikkelings Maatschappij (BOM). Het doel is het heropbouwen van een concurrerende Europese zonnemaakindustrie, met een sterke focus op flexibele perovskietzonnemodules van de volgende generatie. Met dit veelbelovende product ziet BOM de eerste stappen richting nieuwe economische waarde en werkgelegenheid in Brabant, en een vermindering van Europa’s strategische afhankelijkheid van niet-Europese zonnetoeleveringsketens.”

Karl Kiel, oprichter Advanced Solar Applications Technology B.V. (ASAT): “Deze demonstrator van perovskietzonnePV geïntegreerd in onze dakpannen laat zien dat commerciële introductie op korte termijn mogelijk is.”