Zelfbouwende plastic zonnecellen

Plastic dat elektriciteit geleidt, is een nieuwe trend in de elektronica. Sinds de ontdekking dat door plastic een stroom kan lopen, is veel onderzoek gedaan naar de vraag hoe deze eigenschap is toe te passen bij de ontwikkeling van plastic zonnecellen.

Het rendement van die zonnecellen is nog laag, zo'n 2,5 procent, maar onderzoekers verwachten dat ze dat op kunnen schroeven tot 5 procent. Gewone (metalen) zonnecellen hebben een 10 tot 20 procent hogere energieopbrengst dan de plastic variant, maar de productiekosten zijn vele malen hoger.

De Groningse promovendus Bert de Boer stelt vast dat de zelforganiserende eigenschappen die plastics hebben, goed van pas komen bij de massaproductie van plastic zonnecellen. Hij promoveert volgende week maandag aan de Rijksuniversiteit Groningen.

Ladingscheiding is het belangrijkste principe van een zonnecel. Net als in een metaal of halfgeleider moeten elektronen en elektronengaten –de plaats waar een elektron wordt gemist– lang genoeg uit elkaar gehouden worden om een stroom op gang te brengen. De Boer werkt met blokcopolymeren, ketens waarin verschillende polymeren chemisch met elkaar verbonden zijn. Het blokcopolymeer heeft een actief lichtabsorberend deel aan het ene uiteinde, dat tevens elektronengaten transporteert, en aan het andere uiteinde een blok dat elektronen verplaatst.

De promovendus heeft een techniek ontwikkeld waarbij zeer dunne, poreuze films ontstaan. Aan het filmoppervlak verschijnen gaten met een diameter van ongeveer 2,5 micrometer, geordend in een honingraatstructuur. Een zeshoekige honingraatstructuur is gunstig voor een zonnecel. Vlakke films hebben het nadeel dat er, met name bij niet-loodrechte lichtinval, veel zonne-energie reflecteert. De holten van de honingraatfilms vangen het licht juist in en dat verhoogt het rendement.