TNO bereikt doorbraak bij zonnecellen: elektroden van koper in plaats van zilver

Thema:: Zonne-energie technologie

23 september 2025

TNO is er in geslaagd om met een nieuw zeefdrukproces koper aan te brengen op zonnecellen*. Met deze innovatie kan bijna net zoveel elektriciteit worden opgewekt als met het traditioneel gebruikte zilver**. Door het gebruik van koper wordt de productie van zonnecellen goedkoper en duurzamer. Tegelijkertijd biedt het veerkracht tegen toekomstige zilver-schaarste en prijsstijgingen. De resultaten worden deze week gepresenteerd op de internationale vakconferentie EUPVSEC in Bilbao.

Prestaties zonnecellen met koper vergelijkbaar met die met zilver

Het nieuwe proces, dat gebruik maakt van de bestaande productietechnologie van zeefdrukken, maakt het mogelijk om zeer smalle koperlijnen aan te brengen op zowel de voor- als achterkant van de zonnecellen. Prestaties van deze koper-gemetalliseerde cellen liggen binnen 1% van traditionele zilver-gemetalliseerde cellen.

Koper is op dit moment honderd keer goedkoper en veel minder schaars (duizend keer) dan zilver, waardoor zonnecelproductie duurzaam kan opschalen zonder afhankelijkheid van deze schaarse grondstof.

De wereldwijde vraag naar zonne-energie groeit snel. Volgens schattingen kan de jaarlijkse groei van PV-capaciteit in 2035 oplopen tot bijna 1 terawatt. Bij zo’n opschaling van de PV-productie zou tot 50% van de jaarlijkse zilverproductie alleen al voor zonnecellen gebruikt worden.

Het onderzoek is uitgevoerd in nauwe samenwerking met de Nederlandse PV-startup MCPV B.V. Daarnaast is samengewerkt met een bedrijf dat metallisatiepasta’s ontwikkelt.

"Deze doorbraak opent een belangrijke mogelijkheid voor ziver-vrije HJT-zonnecelproductie zonder extra investeringen in productieapparatuur en complexere productieprocessen. Het biedt ook uitstekende potentie voor toepassing in toekomstige hoog-efficiënte perovskiet/silicium tandemzonnecellen."

Yu Wu

Hoofdonderzoeker bij de Solar Energy Group van TNO

Verdere ontwikkeling

TNO werkt verder aan het verbeteren van het koper-metallisatieproces, het ontwikkelen van hieraan aangepaste geavanceerde zonnepaneel-technologie en het testen van de lange termijn betrouwbaarheid van de geproduceerde zonnepanelen.

Omdat de nieuwe methode gebruik maakt van de bestaande produktietechnologie van zeefdrukken is het relatief eenvoudig te ïmplementeren in de industrie. Samen met partners zoals MCPV B.V. wordt gewerkt aan een snelle en duurzame toepassing in de industrie.

"Het resultaat is zeer belangrijk voor duurzame opschaling van de productie van HJT zonnecellen: de zilverkosten- en beschikbaarheids-beperkingen worden verlaagd met minimale penalty voor het celrendement, terwijl standaard productietechnologieën worden gebruikt. Dit biedt een snelle route naar productie."

Benjamin Strahm

CTO van MCPV B.V.

Ondersteuning en samenwerking

Deze resultaten zijn behaald met steun van het SusCon-project, ondersteund door TKI Urban Energy, onderdeel van de Topconsortia voor Kennis en Innovatie (TKI’s) van het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat, en SolarNL, gefinancierd door het Nationaal Groeifonds.

Untitled design — Links: Een silicium heterojunctie-zonnecel die in dit onderzoek volledig met koper is gemetalliseerd. Rechts: Microscoopbeeld van een zeer dunne koperlijn, aangebracht met zeefdruk op een silicium HJT-zonnecel.

----------------------------------------------------------------------------------------------

*Het betreft silicium heterojunctie (HJT) zonnecellen. Dat is een type zonnecellen met bijzonder hoog rendement en hoge energieopbrengst.

** Zonnecellen, die meestal gemaakt zijn van silicium, absorberen zonlicht en zetten dit om in een elektrische stroom. Om deze elektrische stroom op te vangen en af te voeren, wordt een raster van dunne zilveren lijnen op het oppervlak van de cel aangebracht. Met de vinding van TNO kan het zilver vervangen worden door koper.