Wetenschappers Eindhoven verklaren hoe ‘bakpoeder’ plastic zonnecel efficiënter maakt

AMSTERDAM – Wetenschappers van de Technische Universiteit in Eindhoven hebben verklaard hoe het toevoegen van een extra oplosmiddel, vergelijkbaar met de rol van bakpoeder in een deegmengsel, plastic zonnecellen fors efficiënter maakt.

De onderzoekers schrijven erover in een artikel in het wetenschappelijke vakblad Nature Communications.

Plastic zonnecellen. ook wel organische zonecellen genoemd, gebruiken polymeren in plaats van silicium om energie uit zonlicht om te zetten in stroom.

Door het gebruik van plastic zijn de zonnecellen erg goedkoop, maar ze brengen ook minder op vergeleken met conventionele zonnecellen van silicium. Gemiddeld ligt de conversieratio van plastic zonnecellen op ongeveer 10 procent. Commerciële zonnecellen van silicium halen tussen de 15 en 20 procent.

Ongeveer tien jaar geleden ontdekte men per toeval dat de efficiëntie van een plastic zonnecel met een factor twee tot drie omhoog gaat als je tijdens het productieproces een tweede oplosmiddel toevoegt.

Gunstig effect op efficiëntie

“Tegenwoordig gebruikt men deze middelen in alle plastic zonnecellen”, zegt hoogleraar René Janssen van de TU Eindhoven. “Maar niemand wist precies waarom ze zo’n gunstig effect hebben op de efficiëntie.”

Een team onder leiding van Janssen ontdekte dat als er geen extra oplosmiddel werd toegevoegd tijdens het productieproces er grote druppels bleen te ontstaan tijdens het uitharden.

Deze hinderen het elektrontransport en dus de werking van de zonnecel. “Hoe meer van het extra oplosmiddel in de oplossing zit, des te kleiner die druppels uiteindelijk blijken te zijn, tot ze bij een bepaalde hoeveelheid compleet verdwijnen”, aldus Janssen.

Ook ontdekten ze hoe dat komt. “Bij het uitharden gebeuren twee dingen”, zegt Janssen. “Enerzijds verdampt de oplossing en daarnaast vouwen polymeren in de oplossing op. We zagen dat het extra oplosmiddel ervoor zorgt dat dit opvouwen veel eerder begint, hierdoor kunnen de druppels uiteindelijk niet meer ontstaan.” Het extra oplosmiddel fungeert zodoende als een soort bakpoeder: het maakt de structuur van het mengsel beter, maar met alleen dit middel kun je niet volstaan.

Volgens de universiteit maken de nieuwe inzichten een doelgerichtere ontwikkeling van de zonnecellen mogelijk.

Lees hier meer over het onderzoek 

Ontvang de nieuwsbrief van Groene Courant!