Begin 2025 heeft de Chinese fabrikant van zonne-technologieën, Longi, een opmerkelijke prestatie geboekt door de efficiëntste zonnecel ter wereld te ontwikkelen. Met een efficiëntie van 27,81%, bevestigd door het Duitse onderzoeksinstituut voor zonne-energie in Hamelinen (ISFH), streeft deze nieuwe technologie de grenzen van wat fysiek mogelijk is, behoorlijk na.
Standaard zonnepanelen weten doorgaans slechts tot 26% van het zonlicht om te zetten in elektriciteit. De theoretische grens voor enkelvoudige siliciumcellen ligt rond de 30%, terwijl de zogenaamde “Shockley-Queisser” grens op 33,7% ligt. Deze recente vooruitgang positioneert Longi’s nieuwe zonnecel dichter bij de fysieke mogelijkheden dan ooit tevoren.
Onderzoekers hebben een van de grootste obstakels overwonnen dat verbetering van de efficiëntie van zonnecellen in de weg stond: de vulfactor (FF). Dit is een prestatie-indicator van de zonnecel die meet welk deel van de theoretisch mogelijke gegenereerde energie kan worden omgezet in bruikbare elektriciteit. Een hoge FF geeft een vloeiende en efficiënte stroom van elektriciteit aan, terwijl een lage FF duidt op interne energieverliezen.
Deze verliezen komen hoofdzakelijk voort uit de interacties tussen de elektronen in de geleiders die tegen te hoge weerstand aanlopen of met elkaar botsen (dit proces wordt rekombinatie genoemd).
Om deze uitdagingen te overwinnen, heeft het team twee belangrijke innovaties geïntroduceerd. Ten eerste is er een nieuw ontwerp voor de achterkant van de contacten die de stroom uit de cel verzamelen, gerealiseerd door middel van een laser die het contactmateriaal kristalliseert en snelle geleidende kanalen creëert. Dit vermindert de weerstand en verhoogt de vulfactor. Ten tweede is er een speciale oppervlaktebehandeling en iPET (technologie voor apparaat-randen) toegepast, wat de prestaties van de cel stabiliseerde en de rekombinatie, vooral aan de randen waar de energieverliezen het grootst zijn, verminderde.
De resultaten zijn getest onder laboratoriumomstandigheden door ISFH. De nieuwe zonnecel heeft aangetoond een efficiëntie van 27,81% en een vulfactor van 87,55% te bereiken. In hun publicatie benadrukken de onderzoekers dat deze innovaties de weg vrijmaken voor grootschalige productie van zeer efficiënte silicium zonnepanelen.
