Voor de activering van cadmiumtelluride-zonnecellen kun je net zo goed magnesiumchloride gebruiken als cadmiumchloride. Kost een factor 100 minder en is nog minder gevaarlijk voor het milieu ook, schrijven onderzoekers van de University of Liverpool in Nature.

De redactie van dat blad vindt het zelf zo geweldig dat ze het verhief tot hype van de week, inclusief vragenuurtje voor de pers, met enige nadruk op het feit dat MgCl₂ zo onschuldig is dat de Japanners het gebruiken bij de bereiding van tofu.

Die CdTe-zonnepanelen vormen tot nu toe het enige commercieel succesvolle alternatief voor silicium. Alles bij elkaar is de productie per gigawatt minder belastend voor het milieu, terwijl de grondstoffen ook nog veel goedkoper zijn.

Het enige minpuntje was tot nu toe dat je bij de productie een CdCl₂-oplossing nodig had. Zo’n zonnepaneel bestaat uit een CdTe-laag en een CdS-laag, met glas ter ondersteuning. Het CdCl₂ verbetert de aansluiting tussen die lagen, wat essentieel is om voldoende rendement uit het zonnepaneel te kunnen halen. Maar terwijl CdTe en CdS vaste stoffen zijn waar het giftige cadmium stevig in opgesloten zit, kan CdCl₂ zomaar weglekken als je pech hebt. Bovendien is de oplossing niet echt goedkoop: de auteurs van de Nature-publicatie schatten dat je anderhalf miljoen dollar kwijt bent per gigawatt aan zonnepanelen.

Een ander metaalchloride gebruiken, ligt op het eerste gezicht niet voor de hand. Je introduceert dan immers een moeilijk controleerbare hoeveelheid van een afwijkend metaalion in het systeem, en het zou wel heel toevallig zijn als dat goed is voor het rendement.

Het onderzoek in Liverpool bevestigt dat de goedkope metaalchlorides NaCl, KCl en MnCl₂ inderdaad zonnepanelen van minder goede kwaliteit opleveren. Maar verrassend genoeg blijkt MgCl₂ het precies even goed te doen als CdCl₂.

De onderzoekers vermoeden dat dit komt omdat Cd²⁺ en Mg²⁺ elektrochemisch heel sterk op elkaar lijken. Achteraf blijken CdTe-panelen trouwens altijd al magnesium te bevatten, kennelijk door uitloging van verontreinigingen uit de ondersteunende glasplaat. Maar Na⁺ en K⁺ hebben een plusje te weinig en Mn²⁺ kan er zomaar een paar plusjes bij krijgen, wat echt verstorend werkt.

Of het op industriële schaal ook zo goed gaat, moet worden afgewacht. Maar de auteurs vermoeden van wel.

Jammer is wel dat de octrooiaanvraag mislukte: First Solar, de grootste producent van CdTe-zonnepanelen, bleek in een eerder octrooi alle metaalchloriden te hebben opgenoemd die ze verzinnen konden, al hadden ze ze zelf nooit uitgeprobeerd…

bron: Nature