Plastic zonnecel kan veel meer energie leveren

Wetenschappers hebben een manier gevonden waarop de veel goedkopere plastic zonnecellen aanzienlijk meer energie opleveren.

Dat meldt de Rijksuniversiteit Groningen. Zonnecellen worden op dit moment voornamelijk uit silicium geproduceerd. Maar plastic zonnecellen zijn in opkomst. Helaas zijn de resultaten van deze zonnepanelen niet heel indrukwekkend. De opbrengst van deze plastic zonnecellen is namelijk minder groot dan die van de ‘gewone’ exemplaren.

Goedkoper
Dat wetenschappers dat graag anders zien, is logisch. Plastic zonnecellen kunnen gemakkelijker op grote schaal en tegen lagere prijzen worden geproduceerd. Daardoor wordt ook de energie die ze leveren goedkoper en dus aantrekkelijker. Onderzoekers hebben daarom geprobeerd om de opbrengst van de zonnecellen op te krikken. En met succes, zo meldt het blad Science.

Hoe werkt het?
Een plastic zonnecel zet zonlicht om in stroom door de overdracht van elektronen tussen twee moleculen: de donor en de acceptor. De onderzoekers hebben nu ontdekt wat er precies voor zorgt dat op een efficiënte manier energie wordt geproduceerd. Het heeft alles te maken met de kortlevende ladingsoverdrachttoestand. In een kortlevende ladingsoverdrachttoestand zijn de plus en min-ladingen van verschillende moleculen zwak aan elkaar gebonden. Dat betekent dat ze zich gemakkelijker van elkaar los kunnen maken en dus gemakkelijker stroom kunnen leveren. Wanneer licht op de zonnecel valt, wordt een deel van dat licht direct via de kortlevende toestand in energie omgezet. Maar een flink deel van het licht belandt in een andere elektronisch aangeslagen toestand. Dat resulteert in inefficiënte ladingsdragers en dus minder energie.

Lasers
De onderzoekers hebben daar wat op bedacht. Zij zijn er in geslaagd om die inefficiënte elektronisch aangeslagen toestand met behulp van lasers om te zetten in de veel efficiëntere kortlevende toestand. Hierdoor kan een plastic zonnecel veel meer energie leveren.

En dat is goed nieuws, zo benadrukken de onderzoekers in een persbericht. “Onze nieuwe kijk op het mechanisme van stroomgeneratie zal belangrijk zijn bij de materiaalkeuze van de volgende generatie plastic zonnecellen. Die kunnen daardoor veel efficiënter zijn dan de huidige.” Het lijkt erop dat de plastic zonnecellen nu werkelijk de competitie met silicium-exemplaren kunnen aangaan.