a) Het overbrengen van de nanostructuur van een cd op de organische zonnecel
b) het oppervlak van de zonnecel met nanostructuur (opname gemaakt door atoomkrachtmicroscoop) (afb: Nature Communications)

Wat hebben ‘blauwe’ cd’s (blu-ray) met zonnecellen te maken? Nou, niet zo erg veel. Wel blijkt dat de nanostructuur zoals die op het blu-ray-cd voorkomen, de opgeslagen informatie in reeksen enen en nullen, het absorptievermogen en daardoor de opbrengst van zonnecellen te verhogen. Het was al bekend dat een heel fijne structuur op het oppervlak van de zonnecel het rendement ervan verhoogd. Hoe die structuur er uit moest zien was minder duidelijk, maar nu hebben onderzoekers van de Amerikaanse Northwestern-universiteit uitgevonden dat de structuur van een blauwe cd prima werkt. De absorptie van de organische zonnecel verbeterde daardoor met 21,8%, en het rendement met bijna 12%. Iets soortgelijks zou ook voor siliciumcellen gelden, denken de onderzoekers.

“We hadden het idee dat de blu-ray-schijf de zonnecel zou kunnen verbeteren en tot onze grote blijdschap bleek dat inderdaad zo te zijn”, zegt Jiaxing Huang van de McCormick-school voor techniek en toegepaste wetenschap van de Northwestern-universiteit. “Het lijkt wel of de ingenieurs die de blauwe cd hebben ontwikkeld ons werk hebben gedaan.” De blauwe cd’s hebben net als andere cd’s (en ook dvd’s) een op het oog vrij willekeurig patroon van putjes op het oppervlak. Bij de blauwe variant zijn de putjes alleen veel kleiner, waardoor die veel meer informatie kunnen bevatten dan de ‘oude’ oranje cd’s. De onderzoekers bekeken een groot aantal blauwe schijven en het kwam er op neer dat de aard van de informatie niet van invloed was op het positieve effect op de opbrengst van de zonnecellen.  Uiteindelijk hebben de onderzoekers de oppervlaktestructuur van de film Supercop van Jackie Chan gebruikt. Ze kopieerden het oppervlak van de cd op het oppervlak van een organische zonnecel met als gevolg de gemelde vergrote absorptie van 21,8% resultaat. De putjes op een blauwe cd hebben afmetingen tussen de 150 en 525 nanometer (1 miljardste meter). Ideaal, kennelijk, voor de zonnecellen. Volgens de onderzoekers kunnen de blu-ray-structuren ook het rendement verhogen bij andere dan organische zonnecellen. Dat lijkt ook voor de hand te liggen als de theorie is dat de nanostructuur zorgt voor een hogere lichtabsorptie door de cellen.

Bronnen: bdw, Eurekalert