Je leest:

Plastic zonnecellen in 3D

Plastic zonnecellen in 3D

Onderzoekers van de TU Eindhoven hebben voor het eerst haarscherpe 3D-beelden gemaakt van het binnenste van een polymere zonnecel. Dat melden de onderzoekers in het vakblad Nature Materials. Samen met Duitse collega’s van de Universiteit van Ulm kregen zij hierdoor een beter beeld van de nanostructuren in de cellen en de invloed hiervan op de prestaties van de zonnecel.

De gemaakte 3D-beelden geven nieuwe informatie over hoe polymere, of plastic, zonnecellen precies werken. Dit is cruciaal voor het verbeteren van de prestaties van deze klasse zonnecellen. Polymere zonnecellen halen namelijk nog lang niet de rendementen van silicium zonnecellen.

Polymere zonnecellen zijn zo buigbaar dat ze op kleding passen. De Amerikaanse producent SCOTTEVEST bood een aantal jaar geleden bijvoorbeeld jacks aan met een zonnecel module om in de wildernis je elektronica te kunnen opladen.
www.scottevest.com

Goedkoop, buigzaam en lichtgewicht

Ondanks het lagere rendement hebben de plastic zonnecellen wel andere voordelen. Zo kunnen de zonnecellen op een drukpers ‘roll-to-roll’ geproduceerd worden, vergelijk met het drukken van een krant. De hoge productiesnelheid maakt deze technologie in potentie erg goedkoop. Ook zijn polymere zonnecellen buigzaam en lichtgewicht. Dit maakt ze geschikt voor toepassingen op voertuigen of kleding en in het design van gebruiksvoorwerpen.

Ingewikkeld patroon

Een polymere zonnecel bestaat uit twee materialen die op een ingewikkelde manier door elkaar zijn gemixt. Daar zitten twee kanten aan. Hoe ingewikkelder dat patroon, hoe groter het grensoppervlak tussen materialen A en B, en hoe meer ladingen er worden gecreëerd wanneer er zonlicht op de cel valt. Maar tegelijkertijd zitten al die bochten het transport van die ladingen in de weg. Voor een goed functionerende zonnecel moeten die wel hun weg kunnen vinden naar de elektroden.

Wil je dus betere zonnecellen maken, dan is het van belang om de verwevenheid van de twee materialen goed in beeld te kunnen brengen. Dit was voorheen extreem lastig, maar door gebruik te maken van ‘3D electron tomography’ (vergelijkbaar met een CT-scan, maar dan met een elektronenmicroscoop op nanoschaal) heeft het onderzoeksteam de materiaalstructuur met niet eerder vertoond detail in beelden gevangen.

Toekomst

De grootste uitdaging is het rendement van plastic zonnecellen omhoog te schroeven. De sleutel daarvoor ligt in het precies kunnen beïnvloeden van de vorm op nanoschaal van de lichtgevoelige laag. Bijvoorbeeld door materialen te ontwikkelen die een groter deel van het zonnespectrum kunnen gebruiken voor de omzetting naar elektriciteit.

Lees meer op Kennislink

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 16 september 2009

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.