01/03/2019
Door Ad Spijkers
CIGS-dunnelaag-zonnecellen hebben een groot potentieel als het gaat om klimaatbescherming en economische groei. Ze leveren een hoog vermogen tegen geringe kostprijs. Bovendien vereist hun productie niet veel energie.
Minstens zo belangrijk is echter dat CIGS-modules esthetisch verantwoorde vormen in gebouwen en voertuigen mogelijk maken. CIGS heeft dus diverse voordelen ten opzichte van andere technologieën. Dit is te lezen in een nieuwe whitepaper van het Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in Stuttgart en het Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB).
CIGS
CIGS is een halfgeleidermateriaal, opgebouwd uit de elementen koper, indium, gallium en seleen (CuInGaSe, afgekort CIGS). Volgens beide instituten overtreffen zonnecellen op basis van CIGS alle andere dunnelaag PV-technologieën, met een rendement van 23,35% op celniveau en 17,5% op moduleniveau. De investerings- en operationele kosten van CIGS zijn concurrerend in vergelijking met ander PV-technologieën.
Toepassing van CIGS is mogelijk in tal van applicaties waarvoor andere technologieën niet geschikt zouden zijn. Behalve voor grote oppervlakken waarbij CIGS met andere PV-technologieën kan concurreren, is het materiaal geschikt voor integratie in gebouwen, bijvoorbeeld als gevel, venster- of dakmateriaal. Bij gebruik op flexibele substraten zoals staal of polyimide kunnen lichte CIGS-modules ook op het dak van voertuigen worden aangebracht, bijvoorbeeld elektrische auto's, bussen, vrachtwagens, schepen of treinen.
Wat betreft de invloed op het milieu onderscheidt CIGS zich ook met andere technologieën voor zonnecellen. Der CO2-footprint bedraagt slechts 12-20 gr CO2/kWh, wat lager is dan die van kristallijn silicium (50-60 g CO2/kWh) en veel lager dan die van fossiele technologieën (700-1000 g CO2/kWh). De energetische amortisatietijd bedraagt minder dan twaalf maanden en is daarmee korter dan bij kristallijn silicium (12 tot 18 maanden). Bovendien kan CIGS met weinig moeite en in hoge kwaliteit worden gerecycled, zodat kan worden voldaan aan de aanstaande 'end of life' normen in de Europese Unie en andere landen.
Toepassingen
Met deze eigenschappen verkeert CIGS in een goede positie om aan de eisen van toekomstige energiesystemen te voldoen. Ook voor investeerders is de technologie aantrekkelijk. Met CIGS is het mogelijk volledig geïntegreerde productiesystemen met een hoge mate van automatisering te bouwen. En er is nog meer potentieel voor lagere kosten, met name operationele kosten.
Europa heeft de leveranciers voor de modernste productiesystemen en goede onderzoeksinstellingen die onderling goede connecties hebben en een goed 'ecosysteem' voor de verder ontwikkeling van deze technologie vormen.
Om hiervan gebruik te maken en het potentieel van CIGS naast andere PV-technologieën ook voor de economie te benutten, zijn gunstige politieke randvoorwaarden nodig. De lat voor de fotovoltaïsche techniek op Europees niveau moet hoger komen te liggen en hindernissen op het gebied van regelgeving moeten opzij worden geschoven. Dan kan PV en met name dunnelaag-PV de energietransitie in gang zetten.
(Foto: ZSW)