Buigzame zonnecellen halen hoog rendement en doorstaan zware duurtest
Chinese onderzoekers maken buigzame zonnecellen die ook als groter paneel goed werken. Een kleine cel zet gecertificeerd 26,9 procent van het zonlicht om in stroom. Een proefpaneel hield na ruim 1.000 uur hitte en vocht nog 92,5 procent van zijn rendement over.
Zonnepanelen op een autodak, een tent of een rugzak: daarvoor heb je panelen nodig die dun, licht en buigzaam zijn. Perovskiet-zonnecellen kunnen dat. Perovskiet is een kristalachtig materiaal dat je als een soort inkt in een flinterdun laagje op folie kunt aanbrengen. Kleine buigzame cellen van dit materiaal werken in het lab al bijna net zo goed als stijve. Het lastige is de stap naar grotere panelen: dan dalen het rendement en de levensduur flink.
Een team onder leiding van de Southeast University en de Soochow University in China laat in het vakblad Science, op 22 oktober 2026, zien hoe dat beter kan. Hun buigzame panelen halen een hoog rendement en blijven ook in een zware duurtest goed werken.
Het probleem: een laagje dat niet op tijd vastzit
Een perovskietcel bestaat uit meerdere laagjes op elkaar. Onder het lichtvangende perovskiet ligt een laagje van één molecuul dik. Dat leidt de opgewekte lading naar de elektrode, een doorzichtige stroomgeleider op de folie. De moleculen van dat laagje moeten zich met een klein 'voetje' aan hechtpunten op de elektrode vastzetten.
Op buigzame folie zijn er minder van die hechtpunten, en ze liggen ongelijk verdeeld. Bovendien loopt de perovskietinkt slecht uit over het dunne laagje. Daarom brengen onderzoekers beide lagen vaak in één keer aan: de moleculen van het onderste laagje zitten in de inkt en zoeken zelf hun weg naar de folie.
Daar zit volgens de onderzoekers de fout. In de inkt verdwijnen de hechtpunten snel. Tegelijk klampen deeltjes van het perovskiet zich vast aan de moleculen van het onderste laagje en houden ze op. Die komen dan te laat aan: de hechtpunten zijn al weg. Vergelijk het met tegels zetten in lijm die snel droogt: wie onderweg met een ingesmeerde tegel even wordt opgehouden, is te laat en de tegel hecht niet meer. Het onderste laagje krijgt zo gaten, en ook de kristallen erboven groeien minder mooi. Dat kost rendement en maakt de cel kwetsbaarder.
De oplossing: een molecuul dat de weg vrijmaakt
Het team voegde een extra molecuul toe aan de inkt. Dat hecht zich liever aan de perovskietdeeltjes dan de moleculen van het onderste laagje doen. Die zijn dan vrij en zetten zich snel vast, voordat de hechtpunten verdwijnen. Het extra molecuul doet nog iets: het remt de kristalvorming een beetje. Daardoor groeien de kristallen rustiger en netter, ook over een groot oppervlak.
Hoge rendementen, ook bij grotere panelen
Een kleine cel haalde zo een rendement van 26,9 procent, gemeten door een onafhankelijk lab. Dat betekent dat de cel ruim een kwart van het zonlicht omzet in stroom. Ook grotere panelen werden onafhankelijk gemeten: 22,3 procent bij 5 bij 5 centimeter, 20,6 procent bij 10 bij 10 centimeter en 20,2 procent bij een paneel van ruim 1.000 vierkante centimeter, ongeveer 32 bij 32 centimeter. Dat het rendement bij grotere panelen wat lager ligt, is normaal: hoe groter het oppervlak, hoe meer kans op kleine fouten. De onderzoekers zeggen dat hun aanpak ook werkt op stijve panelen.
Bestand tegen hitte en vocht
Een paneel van 5 bij 5 centimeter met een beginrendement van 22 procent werkte 1.044 uur, ruim zes weken, bij 85 graden Celsius en 65 procent luchtvochtigheid. Al die tijd lag het onder een lamp en leverde het onafgebroken stroom, net als bij echt gebruik. Daarna had het nog 92,5 procent van dat rendement over. De panelen haalden ook alle testreeksen van de internationale norm IEC TS 63163, voor buigzame en draagbare zonnepanelen. Het Duitse keuringsbureau TÜV SÜD heeft dat bevestigd.
Volgens de onderzoekers is de volgende stap om betere varianten van het extra molecuul te maken, de cellen te combineren met andere soorten zonnecellen tot zogeheten tandemcellen, en de productie op te schalen naar printen op grote rollen folie, zoals bij een krantendrukpers.
Ook in Europa wordt eraan gewerkt
Ook Europese onderzoekers werken aan buigzame perovskietcellen die op rollen folie worden geprint. Dat gebeurt onder meer in het driejarige PEARL-project, dat in oktober 2023 begon, met tien partners onder leiding van het Finse onderzoeksinstituut VTT. Het Spaanse instituut ICIQ liet daarin een losse cel op buigzame folie 21,6 procent halen. Het Nederlandse TNO maakte een cel waarvan alle laagjes met een rolmachine zijn aangebracht, een belangrijke stap richting fabrieksproductie. De partners ontwikkelden ook een beschermlaag waarmee cellen ruim 2.000 uur stabiel bleven bij 85 graden en 85 procent luchtvochtigheid. Die resultaten maakte het project in september 2025 bekend.
Wat betekent dit voor de weg naar de singulariteit?
Een toekomst vol elektrische voertuigen, robots en slimme apparaten vraagt om schone stroom die je bijna overal kunt opwekken. Buigzame, lichte zonnecellen kunnen dat op plekken waar gewone panelen te zwaar of te stijf zijn: op voertuigen, gevels, tenten en kleine apparaten.
Opvallend is dat dit niet het enige team is dat in dezelfde week deze zwakke plek aanpakt. Bij organische zonnecellen, een andere lichte en buigzame soort, zette een team van het Chinese instituut NIMTE het laagje van één molecuul op de elektrode chemisch vast, zodat het bij warmte en licht niet meer loslaat. Daar ging het om moleculen die na verloop van tijd losraken, hier om moleculen die bij het maken niet op tijd vastzitten. Dat meerdere groepen tegelijk op dit knelpunt uitkomen, is een teken van hoe ver deze technieken al zijn: het werk gaat nu over de laatste hindernissen op weg naar de fabriek. En het tempo is hoog: de eerste perovskietcellen haalden in 2009 bijna 4 procent, nu haalt zelfs een buigzame cel bijna 27 procent.
Dat perovskiet nu ook op een groot buigzaam paneel een hoog rendement haalt en een erkende duurtest doorstaat, haalt een van de grootste bezwaren tegen deze techniek weg. De volgende stap is laten zien dat dit ook lukt in een fabriek, op grote rollen en tegen lage kosten.
