Organische zonnecel, een rendement van 18% zit in het verschiet (afb: univ. van Michigan)

Onderzoekers van de universiteit van Michigan (VS) schijnen er in geslaagd te zijn het rendement van organische zonnecellen op te voeren tot 15%. Dat zou deze goedkope en flexibele zonnecelvorm rijp maken voor commercialisering. Verdere verbetering ligt in het verschiet.
“In potentie kunnen organische zonnecellen zonne-energie een stuk goedkoper maken”, stelt onderzoeker Stephen Forrest. Met een rendement van 15% en een levensduur van twintig jaar schatten de onderzoekers dat een kWu nog maar 7 dollarcent kost (iets meer dan 6 eurocent). Gemiddeld kostte in 2017 een kWu produceren in de VS 10,5 dollarcent.
Organische zonnecellen zijn goedkoop te produceren vergeleken bij de gebruikelijke siliciumzonnecellen. Die laatste zijn ook veel zwaarder en hebben een stevige draagstructuur nodig, wat het geheel weer duurder maakt.
Organische zonnecellen zijn zo dun dat je ze kunt buigen of in kleding kunt verwerken. Ze kunnen zelfs transparant worden gemaakt, waarbij ze, bijvoorbeeld, op ruiten kunnen worden aangebracht.

Laag rendement

De grote makke van de organische zonnecellen was hun relatief lage rendement. “Dat rendement bleef de laatste jaren hangen op 11, 12%” zegt medeonderzoeker Xiaozhou Che. Om dat probleem te overkomen combineerden de onderzoekers een aantal nieuwe dingen in het ontwerp en het productieproces. Zo combineerden ze lagen, waardoor de cellen zowel zichtbaar als infrarood licht absorbeerden, in feite een stapeling van twee zonnecellen. Che: “Apart kwamen die tot 10, 11% rendement. Door ze te stapelen en van een antispiegellaag te voorzien kwamen we tot 15%.”

Dat ‘stapelen’ vereiste een aanpassing van het productieproces. Een verbindende tussenlaag moet voorkomen dat de eerste laag wordt beschadigd door het opbrengen van de tweede. “Dat wordt beschouwd als een lastig proces”, zegt Che, “omdat de vloeistof voor de toplaag de al aangebrachte lagen kan oplossen.” Kennelijk hebben de onderzoekers die problemen opgelost en behaalden ze een opbrengst van 95% (= 5% uitval).
De onderzoekers denken dat ze het rendement nog wel een stukje verder omhoog kunnen brengen. Che: “We kunnen de lichtabsorptie verbeteren en het energieverlies terugbrengen. We denken dat 18% in de nabije toekomst haalbaar is.”

Bron: EurekAlert