Zo lees je er maanden niks over, zo zie je twee dagen achter elkaar een interessant bericht over organische zonnecellen. Gister meldde de universiteit van Michigan dat ze uiterst stabiele organische zonnecellen hebben gemaakt, tot nu toe was stabiliteit een zwak punt, vandaag lees ik dat onderzoekers van de universiteit van Warwick (GB) organische zonnecellen op de rand van marktintroductie hebben gebracht. Ze ontdekten dat maar een klein deel van het elektrodeoppervlak elektrisch geleidend hoeft te zijn om toch volledig functioneel te zijn. Dat opent de mogelijkheid een hele reeks composietmaterialen te gebruiken en dat kan weer goed zijn voor het rendement en voor de kostprijs van organische zonnecellen.
Een zonnecel bestaat uit halfgeleidermateriaal tussen twee elektrodes. Die ‘vangen’ de elektronen die door het zonlicht worden ‘losgeslagen’. Bij organische zonnecellen is dat halfgeleidermateriaal organisch.
Tot nu toe werd aangenomen dat 100% van het elektrodeoppervlak geleidend moet zijn om het maximale rendement uit de zonnecel te halen. De Warwick-onderzoekers vonden dat maar 1% van het elektrodeoppervlak elektrisch geleidend hoeft te zijn om het volledige rendement te kunnen oogsten. Dat opent mogelijkheden wat betreft keus van materialen, rendement en kostprijs.
“Er werd altijd aangenomen”, zegt Warwickonderzoeker Ross Hatton, “dat je het oppervlak tussen de elektrodes en het organische halfgeleidermateriaal zo groot mogelijk moest maken. Wij vroegen ons af of dat wel klopte.”
De onderzoekers ontdekten als 99% van het elektrodeoppervlak werd geïsoleerd die het net zo goed doet als dat die volledig geleidend was, vooropgesteld dat de geleidende delen niet te ver van elkaar zaten.
Organische zonecellen met hoog rendement hebben een extra doorzichtige laag tussen de elektrodes en het halfgeleidermateriaal. Die zijn daar voor het optimaliseren van de lichtverdeling en het verhogen van de stabiliteit van de zonnecel, maar die laag moet wel de elektronen uit de halfgeleider doorlaten naar de elektrodes. Dat zijn in feite elkaar tegenwerkende eisen en niet veel materialen voldoen aan die voorwaarden.
“Onze ontdekking betekent”, zegt medeonderzoekster Dinesha Dabera, “dat composieten van isolatoren en geleidende nanodeeltjes zoals koolstofnanobyuisjes, grafeen of metaal ook geschikt kunnen zijn voor deze toepassing, met mogelijk een hoger rendement en een lagere kostprijs. Organische zonnecellen zijn dicht in de buurt van marktintroductie, maar ze zijn er nog niet helemaal. Alles wat de kosten vermindert en het rendement verhoogt kan dan helpen.”
Milieuvriendelijk
Organische zonnecellen zijn, in principe, milieuvriendelijk. Ze bevatten geen giftige bestanddelen en zijn met weinig energie te produceren. Ze hebben, zeker in vergelijking met de siliciumcellen, een zeer lage ecologische voetafdruk en een korte terugverdientijd.
Volgens Hatton is er een snel groeiende behoefte aan zonnecellen die op een flexibele ondergrond kunnen worden aangebracht, die weinig wegen en waarvan de kleur instelbaar is. “Siliciumcellen zijn fantastisch voor grootschalige energieopwekking maar niet erg geschikt voor elektrische voertuigen en voor integratie in ruiten en gebouwen. Dat zijn niet langer nichetoepassingen.”
Bron: EurekAlert