Onderzoeksfaciliteit voor zonne-energie
In de Solar Research faciliteit in Eindhoven en Petten werken we aan innovaties die zonne-energie goedkoper, efficiënter en duurzamer maken. Daarvoor ontwikkelen en testen we samen met bedrijven en partners materialen en procestechnologieën voor heterojunction-, perovskiet- en tandemzonnecellen en -modules. Daarbij besteden we extra aandacht aan circulariteit en het verminderen van kritische en toxische grondstoffen. Zo worden prototype cellen en modules onder gecontroleerde en realistische omstandigheden getest om de stap naar de markt te versnellen.
Faciliteit voor zonnecelontwikkeling
De prestaties van een zonnecel worden voor een groot deel bepaald door de opbouw en kwaliteit van de verschillende materiaallagen. In deze faciliteit ontwikkelen we deze lagen en bouwen we zonnecellen op vanuit verschillende materialen en technologieën.
Daarvoor gebruiken we gecontroleerde diffusieprocessen en nauwkeurige depositietechnieken. In de onderzoeksfaciliteit hebben we daarvoor verschillende technologieën beschikbaar en in ontwikkeling, waarmee we werken aan zonnecellen met steeds hogere prestaties.
Voor hoogwaardige kristallijn silicium- en tandemzonnecellen zijn ultradunne functionele lagen van cruciaal belang. In deze faciliteit ontwikkelen en verwerken we zonnecellen met behulp van geavanceerde depositie-, ets- en lasertechnologieën. Daarbij ligt de focus op celarchitectuur en processtappen die de prestaties, stabiliteit en reproduceerbaarheid van zonnecellen bepalen.
We brengen functionele dunne lagen aan op silicium wafers, voeren natchemische behandelingen uit en passen nauwkeurige laserbewerkingen toe. Daarmee ontwikkelen we nieuwe celarchitecturen, verbeteren we productieprocessen en verhogen we de prestaties van volgende generaties zonnecellen.
Door materialen en lagen tijdens verschillende productiestappen te karakteriseren, krijgen we inzicht in de kwaliteit en prestaties van nieuwe zonnecelconcepten. In deze faciliteit ontwikkelen en optimaliseren we dunnefilm- en tandemzonneceltechnologieën met behulp van geavanceerde droge depositie-, sputter-, verdampings- en warmtebehandelingsprocessen. Daarbij ligt de focus op materiaalopbouw en processtappen die bepalend zijn voor de prestaties, kwaliteit en opschaalbaarheid van zonnecellen.
We brengen functionele dunne lagen aan, verwerken materialen onder gecontroleerde omstandigheden en analyseren de eigenschappen van materialen en lagen gedurende het productieproces. Daarmee ontwikkelen we nieuwe celarchitecturen, optimaliseren we productieprocessen en versnellen we de opschaling van veelbelovende zonneceltechnologieën.
Perovskietzonnecellen behoren tot de meest veelbelovende technologieën voor de volgende generatie zonnepanelen. In deze faciliteit ontwikkelen en produceren we dunnefilm perovskiet- en tandemzonnecellen met behulp van geavanceerde coating-, depositie- en roll-to-roll-processen. Daarbij ligt de focus op nieuwe celconcepten, efficiënte productieprocessen en opschaling richting industriële productie.
We ontwikkelen nieuwe materialen, optimaliseren processtappen en testen innovatieve fabricageconcepten onder gecontroleerde omstandigheden. Daarmee versnellen we de ontwikkeling van veelbelovende zonneceltechnologieën van laboratoriumonderzoek naar industriële toepassing.
Om vervolgens gevoelige depositie- en bewerkingsstappen uit te voeren aan perovskiet- en dunnefilmcellen, maken we gebruik van een streng gecontroleerde cleanroomomgeving. Deze omgeving helpt om variatie te beperken en betrouwbare resultaten te behalen bij geavanceerde celontwikkeling.
In deze faciliteit ontwikkelen en verwerken we zonnecellen met een breed scala aan natte coating-, print-, depositie- en nabehandelingstechnieken. Daarbij ligt de focus op nieuwe materialen, celarchitecturen en productieprocessen.
We brengen functionele lagen aan, optimaliseren procescondities en onderzoeken hoe productieprocessen kunnen worden opgeschaald van laboratoriumschaal naar industrieel relevante fabricagemethoden. Daarmee versnellen we de ontwikkeling van nieuwe zonnecelconcepten en productietechnologieën.
Voordat functionele lagen kunnen worden aangebracht, moeten materialen en substraten zorgvuldig worden voorbereid. In deze faciliteit maken we gebruik van nat-chemische technieken om de basis te leggen voor hoogwaardige dunnefilm-zonnecellen. Daarbij ligt de focus op chemische depositieprocessen en processtappen die de kwaliteit, prestaties en reproduceerbaarheid van zonneceltechnologie bepalen.
We voeren nat-chemische behandelingen uit, optimaliseren procescondities en ondersteunen de fabricage en structurering van zonnecellen. Daarmee verbeteren we bestaande productieprocessen en ontwikkelen we nieuwe procesroutes voor geavanceerde dunnefilm-zonnecellen.
Faciliteit voor metallisatie van zonnecellen
Om zonnecellen elektrisch te verbinden en geschikt te maken voor verdere verwerking tot modules, richten we ons in deze faciliteit op het aanbrengen van elektrische contactlagen en metaallijnen op zonnecellen. Daarnaast voeren we nabehandelingsstappen uit en passen we geavanceerde laserprocessen toe.
Zo worden zonnecellen elektrisch functioneel voorbereid op integratie in modules en nauwkeurig afgestemd op specifieke ontwerp- en prestatie-eisen. Daarnaast ondersteunt de faciliteit zowel onderzoek naar nieuwe productieprocessen als de optimalisatie van bestaande technologieën.
Om zonnecellen stroom te laten leveren, zijn betrouwbare elektrische verbindingen essentieel. In deze faciliteit brengen we metalen contactlagen aan op rigide kristallijn silicium- en tandemzonnecellen met behulp van geavanceerde zeefdrukprocessen. Daarbij ligt de focus op de metallisatiestap die bepaalt hoe efficiënt opgewekte stroom uit de zonnecel kan worden afgevoerd.
We brengen nauwkeurige metaallijnen en contactlagen aan, optimaliseren procescondities en onderzoeken nieuwe contactmaterialen en ontwerpconcepten. Daarmee verbeteren we de prestaties van zonnecellen en bereiden we deze voor op verdere verwerking tot een zonnemodule.
Voor precieze bewerkingen maken we in deze faciliteit gebruik van lasertechnologie. Daarom passen we laserprocessen toe voor onder meer structurering en isolatie, zonder het volledige productieproces te beïnvloeden. Met pico-, femto- en nanosecondelasers voeren we uiterst nauwkeurige bewerkingen uit aan dunnefilm- en tandemzonnecellen en -panelen.
We gebruiken lasertechnologie voor patroonvorming, lokale materiaalverwijdering en paneelscheiding. Daarmee ontwikkelen we nieuwe celarchitecturen, optimaliseren we productieprocessen en verbeteren we de prestaties van toekomstige zonneceltechnologieën.
Meer weten over zonnecel‑ en moduleontwikkeling?
In ons lab Solar Energy (SE) in Petten richten we ons op de ontwikkeling en toepassing van zonnecellen en ‑modules op basis van siliciumtechnologie. Hier werken we aan het verbeteren van prestaties, betrouwbaarheid en toepassing in systemen.
Faciliteit voor prestatie- en kwaliteitsanalyse
Om de prestaties en kwaliteit van zonnecellen en zonnemodules goed te kunnen beoordelen, beschikken we over een uitgebreid karakterisatie- en analyseplatform. In deze faciliteit voeren we metingen uit op zowel individuele zonnecellen als complete modules volgens internationale standaarden en met geavanceerde onderzoekstechnieken.
Daarnaast analyseren we elektrische, optische en materiaaleigenschappen om prestaties, defecten en degradatie beter te begrijpen. De resultaten ondersteunen kwaliteitscontrole, procesoptimalisatie en technologieontwikkeling.
De kwaliteit van een zonnecel wordt zichtbaar in de details van het materiaal en de uiteindelijke prestaties. Met geavanceerde optische en elektrische meettechnieken brengen we de eigenschappen van kristallijn silicium- en tandemzonnecellen nauwkeurig in kaart. In deze faciliteit maken we daarvoor gebruik van apparatuur zoals ellipsometers, elektro- en fotoluminescentiespectrometers en een zonnesimulator om zonnecellen onder verschillende omstandigheden te analyseren.
Door defecten, laagdiktes, materiaaleigenschappen en celprestaties te analyseren, krijgen we inzicht in de factoren die het rendement beïnvloeden. Deze kennis gebruiken we om zonneceltechnologie verder te verbeteren en te optimaliseren.
De prestaties van een zonnemodule worden bepaald door de kwaliteit van de gebruikte materialen, de opbouw van de module en het gedrag tijdens langdurig gebruik. Met behulp van IV-metingen, elektroluminescentie, thermografie en temperatuurafhankelijke prestatiemetingen brengen we de kwaliteit, prestaties en betrouwbaarheid van modules in kaart.
Daarnaast voeren we PID-, hotspot- en boogdetectietesten uit om defecten te identificeren, degradatiemechanismen te analyseren en de veiligheid van modules onder verschillende omstandigheden te beoordelen. Deze kennis helpt bij het verbeteren van moduleontwerpen en productieprocessen.
Om de eigenschappen van dunnefilm en tandem materialen beter te begrijpen, voeren we in deze faciliteit uitgebreide analyses uit op materialen, dunne lagen en complete zonnecellen. Met een breed scala aan technieken, waaronder microscopie, spectroscopie, thermografie, diffractie en elektrische metingen, brengen we elektrische, optische, structurele en chemische eigenschappen in kaart.
We onderzoeken onder andere prestatiebeperkende mechanismen, materiaalkwaliteit en degradatieprocessen. Daarmee ondersteunen we de ontwikkeling, optimalisatie en betrouwbaarheid van nieuwe zonneceltechnologieën.
De eigenschappen van een zonnecel worden niet alleen bepaald door de gebruikte materialen, maar ook door de kwaliteit van oppervlakken en dunne lagen. In deze faciliteit analyseren we de oppervlakken van dunnefilm- en tandemmaterialen en zonnecellen op micro- en nanometerschaal. Met technieken zoals atomic force microscopy (AFM), confocale microscopie en scanning electron microscopy (SEM) brengen we oppervlaktestructuren, morfologie en materiaalkwaliteit nauwkeurig in kaart.
We onderzoeken hoe materiaalopbouw en productieprocessen van invloed zijn op de prestaties van zonnecellen. Daarmee krijgen we inzicht in de relatie tussen materiaalstructuur, procescondities en rendement, en ondersteunen we de ontwikkeling en optimalisatie van nieuwe zonneceltechnologieën.
Faciliteit voor moduleontwikkeling en systeemintegratie
Om nieuwe zonne-energiesystemen te ontwikkelen en op te schalen, beschikken we over een faciliteit voor moduleontwikkeling, integratie en maatwerktoepassingen.
Hier ontwikkelen en testen we productieprocessen voor zonnepanelen, van kleinschalige prototypes tot grootschalige modules, en onderzoeken we samen met industriële partners hoe nieuwe cel- en encapsulatietechnologieën optimaal kunnen worden toegepast.
Daarnaast bestuderen we de integratie van zonnecellen in modules en complete systemen, waarbij prestaties onder verschillende ontwerpkeuzes worden geëvalueerd. De faciliteit biedt ook mogelijkheden voor maatwerkoplossingen, waardoor zonne-energie kan worden geïntegreerd in toepassingen zoals gevels, voertuigen en andere innovatieve producten en constructies.
Om nieuwe zonneceltechnologieën succesvol toe te passen, moeten zonnecellen worden geïntegreerd in betrouwbare en efficiënte modules. In deze faciliteit ontwikkelen en assembleren we kristallijn silicium- en tandemzonnemodules, variërend van kleine minimodules tot zonnepanelen op volledige schaal. Daarbij ligt de focus op moduleontwerpen en productieprocessen die prestaties, maakbaarheid en toepasbaarheid van zonnemodules bepalen.
Met geautomatiseerde celplaatsing, patroonvorming en laminatie produceren en testen we nieuwe moduleconcepten en geïntegreerde zonne-energieproducten. Daarmee ondersteunen we de ontwikkeling van prototypes, optimaliseren we productieprocessen en ontwikkelen we maatwerkmodules voor toepassingen in gebouwen, vervoer en infrastructuur.
Om zonnecellen langdurig te beschermen en betrouwbaar te laten functioneren, zijn hoogwaardige encapsulatie- en laminatieprocessen essentieel. In deze faciliteit ontwikkelen en evalueren we processen voor de integratie van dunnefilm- en tandemzonnecellen in modules en zonne-energiesystemen. Daarbij ligt de focus op materiaalkeuze, laagopbouw en assemblageprocessen die bepalend zijn voor de kwaliteit, verwerkbaarheid en duurzaamheid van het eindproduct.
Met verschillende vacuüm- en rollaminators produceren en testen we gelamineerde proefstukken en modules. Daarmee onderzoeken we nieuwe materialen, laminatieconcepten en productietechnieken en ondersteunen we de ontwikkeling en opschaling van geïntegreerde zonne-energieoplossingen.
Niet elke toepassing is geschikt voor een standaard zonnepaneel. In deze faciliteit ontwikkelen en produceren we maatwerkoplossingen waarbij zonnecellen worden geïntegreerd in producten en constructies voor toepassingen zoals gevels, voertuigen en andere geïntegreerde oplossingen. Daarbij ligt de focus op flexibele productieprocessen die ontwerpvrijheid combineren met prestaties, kwaliteit en schaalbaarheid.
Massamaatwerk maakt het mogelijk om zonnestroomelementen in verschillende vormen, afmetingen en uitvoeringen te ontwikkelen. Met behulp van pick-and-place robots, inline lasertechnologie en roll-laminatie integreren we zonnecellen in innovatieve producten en constructies. Hierbij ondersteunen we zowel silicium-, dunnefilm- als tandemtechnologieën.
De faciliteit maakt het mogelijk om prototypes en kleine series snel te realiseren, nieuwe concepten te valideren en de stap richting industriële productie te ondersteunen. Daarnaast onderzoeken we de energieopbrengst, betrouwbaarheid en veiligheid van geïntegreerde zonne-energieoplossingen onder praktijkrelevante omstandigheden.
Faciliteit voor betrouwbaarheid en levensduurtesten
Voordat je een product certificeert of in de markt zet, wil je weten hoe het zich gedraagt onder belasting en veroudering. In deze faciliteit testen we de betrouwbaarheid en levensduur van zonnecellen, materialen en modules onder gecontroleerde laboratoriumomstandigheden.
We simuleren uiteenlopende omgevingscondities en voeren mechanische belastingstesten uit. Zo helpen we bedrijven om degradatiemechanismen beter te begrijpen, nieuwe technologieën te valideren en beter voorbereid een certificeringstraject in te gaan.
Om inzicht te krijgen in de betrouwbaarheid en prestaties van zonnepanelen, voeren we in deze faciliteit uitgebreide testen uit onder gecontroleerde omstandigheden. We onderzoeken hoe zonnepanelen reageren op mechanische belasting door wind en gewicht, langdurige blootstelling aan zonlicht en de invloed van schaduw.
De resultaten geven inzicht in energieopbrengst, kwaliteit en levensduur. Daarmee ondersteunen we de ontwikkeling van robuuste en betrouwbare zonnecel- en moduletechnologie.
Om inzicht te krijgen in de levensduur van zonne-energietechnologie, onderwerpen we zonnecellen en zonnemodules aan versnelde verouderings- en klimaattesten. In deze faciliteit simuleren we met klimaatkamers, UV-testopstellingen en een grootschalige zonnesimulator de effecten van temperatuur, vocht, zoninstraling en langdurige blootstelling aan de buitenomgeving.
De resultaten geven inzicht in betrouwbaarheid, degradatiegedrag en verwachte levensduur. Daarmee ondersteunen we de ontwikkeling van duurzame en robuuste zonnecel- en moduletechnologie.
Zonnecellen en modules worden wereldwijd blootgesteld aan uiteenlopende klimaatomstandigheden. In deze faciliteit gebruiken we klimaatkamers om temperatuur, vochtigheid en thermische cycli gecontroleerd na te bootsen. Zo kunnen we onderzoeken hoe materialen en systemen reageren op langdurige blootstelling aan verschillende weersomstandigheden.
De metingen helpen bij het identificeren van zwakke punten in materialen en ontwerpen en ondersteunen de ontwikkeling van betrouwbare zonnecel- en moduletechnologie.
Meer weten over nieuwe technologieën en opschaling?
In onze onderzoeksomgeving Solar Technology and Applications (STA) richten we ons op nieuwe zonne‑energietechnologieën, zoals dunnefilm en perovskiet. De focus ligt op opschaling, productieprocessen en integratie in toepassingen, zoals gebouwen en producten.
Faciliteit voor praktijktesten van zonne-energiesystemen
In de Solar field test facility zonnecellen, modules en zonne-energiesystemen onder realistische buitenomstandigheden. Met testvelden voor zowel volledige zonnepanelen als kleinere modules verzamelen we continu gegevens over prestaties, energieopbrengst en omgevingscondities.
Deze metingen geven inzicht in hoe technologieën zich gedragen in de praktijk en helpen om verschillen tussen laboratoriumresultaten en buitenprestaties te begrijpen. Daarmee ondersteunen we de validatie en verdere ontwikkeling van zonnecel-, module- en systeemtechnologieën.
Met 64 testopstellingen volgen we de energieopbrengst van verschillende zonnecel- en moduletechnologieën gedurende het hele jaar. Daarbij registreren we continu meteorologische omstandigheden zoals instraling, temperatuur en windsnelheid.
De combinatie van prestatie- en omgevingsdata maakt het mogelijk om technologieën onderling te vergelijken en beter te begrijpen welke factoren van invloed zijn op hun opbrengst en rendement.
Drijvende zonne-energiesystemen worden blootgesteld aan andere omstandigheden dan installaties op land. Met een speciaal fieldlab voor drijvende zonne-energie gelegen aan het Oostvoornse Meer testen en monitoren we zonnepanelen en ondersteunende constructies onder realistische omstandigheden op open water.
Het fieldlab beschikt over meerdere testvelden van elk circa 50 kWp, een drijvende steiger, uitgebreide meetapparatuur en een referentieveld op land, waardoor prestaties onder verschillende omstandigheden direct kunnen worden vergeleken.
We onderzoeken hoe factoren zoals golfslag (categorie 2, tot 1 meter), wind, weersomstandigheden en waterinvloeden de prestaties, betrouwbaarheid en levensduur van drijvende zonne-energiesystemen beïnvloeden. Daarnaast bestuderen we de effecten van drijvende zonneparken op de omgeving en biodiversiteit.
Daarmee ondersteunen we de ontwikkeling van robuuste drijvende zonne-energiesystemen voor toepassingen op binnenwater en toekomstige zonneparken op zee.
In de SolarBEAT faciliteit testen we zonne-energieproducten en energiesystemen die specifiek zijn ontwikkeld voor toepassing in gebouwen. Met testopstellingen op daken, gevels, balkons en proefwoningen onderzoeken we hoe technologieën presteren onder dagelijkse gebruiks- en weersomstandigheden.
We monitoren onder meer gebouwgeïntegreerde zonnepanelen (BIPV), zonnecollectoren, PVT-systemen, omvormers, batterijen en warmteopslagsystemen. De resultaten geven inzicht in energieopbrengst, betrouwbaarheid en systeemprestaties en ondersteunen de ontwikkeling van innovatieve oplossingen voor klimaatneutrale gebouwen.
Meer weten? Bekijk onze YouTube video over de SolarBEAT faciliteit:
Faciliteit voor modellering van zonne-energiesystemen
Niet alle eigenschappen van een zonne-energiesysteem zijn eenvoudig in de praktijk te meten en testen. Daarom combineren we in deze faciliteit meetgegevens en testresultaten uit laboratoriumonderzoek, betrouwbaarheidstesten en praktijktesten in digitale modellen.
Hiermee voorspellen we hoe zonnecellen, modules en systemen zich gedragen in verschillende toepassingen en omgevingen. De modellen geven inzicht in energieopbrengst, systeemprestaties en mogelijke effecten op de omgeving, zoals hinderlijke reflecties. Zo kunnen nieuwe concepten worden geëvalueerd voordat ze op grote schaal worden toegepast.
Met BigEye-modelsoftware zijn we in staat om het gedrag en de prestaties van zonne-energiesystemen te simuleren en te voorspellen. Op basis van meet-, test- en velddata brengen we in kaart hoe systemen zich gedragen in verschillende toepassingen en omgevingen.
De modellen ondersteunen ontwerpkeuzes voor toepassingen zoals Agri-PV en drijvende zonne-energie en helpen bij het voorspellen van energieopbrengst, systeemprestaties en operationeel gedrag.
Gebruik maken van deze onderzoeksfaciliteit?
Neem contact op om te kijken wat de opties zijn.