Noak, een nieuwe spin-off van imec en UHasselt, haalt 5 miljoen euro op om de volgende generatie zonnetechnologie op de markt te brengen

Zonne-energie is de snelst groeiende hernieuwbare energiebron. Toch wordt het overgrote deel van de zonnepanelen die vandaag in Europa worden geplaatst, buiten Europa geproduceerd. 

Om de klimaatdoelstellingen te halen, moet de wereldwijd geïnstalleerde capaciteit nog fors groeien: van zo’n 3 terawatt vandaag naar ongeveer 50 terawatt in 2050, en mogelijk 100 terawatt tegen het einde van de eeuw. De vraag is dus niet óf zonne-energie verder zal groeien, maar hoe we die groei zo efficiënt mogelijk kunnen realiseren, met zo weinig mogelijk grondstoffen. 

Meer stroom uit hetzelfde zonlicht

Klassieke siliciumzonnecellen botsen daarbij op fundamentele limieten: ze kunnen maximaal zo’n 27 à 28 procent van het zonlicht omzetten in elektriciteit. Perovskiet biedt een antwoord op die uitdagingen. In combinatie met silicium, in zogenoemde tandemzonnecellen, kan perovskiet een groter deel van het zonnespectrum benutten. Zo worden rendementen van 30 tot 35 procent mogelijk.

Noak, een nieuwe start-up die steunt op de intellectuele eigendom van imec en UHasselt rond perovskiet-siliciumtandemtechnologie, wil dat potentieel benutten. De spin-off bouwt voort op meer dan tien jaar onderzoek bij IUMAT (het Instituut voor Materiaalonderzoek van UHasselt en imec) en binnen EnergyVille. 

foto: de stabiliteit van pervoskiet-silicium-tandemcellen (links) en perovskiet-modules (rechts) wordt getest binnen en buiten de labo’s van EnergyVille

Getest in weer en wind, op drie continenten

Stabiliteit op lange termijn is een belangrijke uitdaging voor perovskiet-siliciumtandemtechnologie: cellen mogen niet degraderen onder invloed van vocht, licht of warmte. Waar veel stabiliteitsclaims gebaseerd zijn op tests in het labo, hebben imec en UHasselt de technologie gedurende vijf jaar buiten getest op meer dan tien locaties in Azië, Europa en Noord-Amerika. Daarbij werden de zonnecellen blootgesteld aan uiteenlopende omstandigheden, van intense zon en extreme hitte tot hevige regen en temperaturen onder het vriespunt. 

Die uitgebreide dataset vormt een stevige basis voor Noak om de commerciële haalbaarheid aan te tonen. In een volgende fase wordt de stabiliteit verder gevalideerd bij de opschaling naar industrieel niveau.

Minder schaarse grondstoffen, makkelijker te recycleren 

De chemische samenstelling van de perovskietlaag en de manier waarop die laag wordt aangebracht, zijn ontwikkeld met het oog op productie op grote schaal. Daarnaast beschikt Noak over een eigen 3D-geweven folie die de elektrische verbindingen aan de achterzijde van de zonnecel integreert. Daardoor is er minder metaal nodig aan de voorzijde en gaat er minder zonlicht verloren.

De tandemcellen kunnen bovendien worden opgedeeld in kleinere cellen die op verschillende manieren met elkaar worden verbonden. Dat maakt verschillende ontwerpen mogelijk. In combinatie met de 3D-folie helpt deze architectuur ook om het gebruik van dure en schaarse metalen sterk te verminderen. Zo kan Noak tegelijk de kosten en de afhankelijkheid van kritieke grondstoffen beperken.

foto: Amit Kumar, onderzoeker bij Noak, werkt aan een perovskiet-silicium tandemcel

Circulariteit wordt van bij het ontwerp meegenomen. Noak ontwikkelt de cellen en modules zodanig dat onderdelen en materialen aan het einde van hun levensduur gemakkelijker van elkaar kunnen worden gescheiden en gerecycleerd. Het bedrijf werkt ook met zijn leveranciers aan het gebruik van gerecycleerde metalen.

De investering van 5 miljoen euro van de Helios Foundation, Nuhma en V2HFin zal nu worden gebruikt om de technologie verder te ontwikkelen en samen met eerste klanten te valideren, gebruikmakend van de bestaande infrastructuur van EnergyVille in Genk. Tegelijk bereidt het bedrijf de opschaling voor, samen met partners die zonnecellen op gigawattschaal produceren.

Geert Palmers, CEO van Noak (foto links)

“De innovatie van Noak gaat verder dan technologie alleen. Via wereldwijde industriële samenwerkingen willen we een waardeketen uitbouwen zonder kwetsbare afhankelijkheden te creëren. Zo zoeken we een evenwicht tussen duur protectionisme en de onzekerheden van een volatiele wereldeconomie.”

Jef Poortmans, programmadirecteur PV bij imec en R&D-coördinator van EnergyVille

“Perovskiet-zonnecellen hebben de voorbije tien jaar een indrukwekkende evolutie doorgemaakt. Dankzij het onderzoek van imec en UHasselt binnen EnergyVille is de technologie uitgegroeid tot een veelbelovend alternatief voor bestaande zonneceltechnologieën. Met Noak willen we nu de brug slaan tussen die onderzoeksresultaten en concrete industriële toepassing.”

Marlies Van Bael, directeur IUMAT

“Noak is het resultaat van jarenlang doorgedreven onderzoek, lang voordat er sprake was van een spin-off. Dat fundamenteel onderzoek, ondersteund door Europese, Vlaamse en Belgische financieringsprogramma’s, is essentieel om de basis te leggen voor innovatieve bedrijven. Minstens even belangrijk is het ondernemerschap dat onderzoek vertaalt naar producten die klaar zijn voor de markt. Noak toont hoe beide hand in hand kunnen gaan.”

Meer info: Noak