De cel op een zeepbel

Als gewicht van belang is dan is het natuurlijk mooi dat je zonnecellen kunt maken die nauwelijks wat wegen. Aan het MIT in Cambridge (VS) hebben onderzoekers dat kennelijk voor elkaar gekregen. Die cel is zo licht dat, op een zeepbel gelegd, die intact blijft. De zonnecellen zijn niet efficiënter dan normale cellen, maar hebben een hoog vermogen per gewichtseenheid.

Volgens onderzoeker Vladimir Bulovic is de crux van de ultralichte zonnecel de materiaalverwerking: het substraat en de beschermlaag rond de eigenlijke zonnecel worden in een keer aangebracht. Dat scheelt in de proceshandelingen en in de kwaliteit. Verontreinigingen verlagen het rendement van zonnecellen. Om te bewijzen dat het kan hebben de onderzoekers het flexibele polymeer parylene gebruikt (een handelsnaam voor poly(p-xylyleen)). Die kunststof wordt gebruikt om implantaten en ook printplaten te beschermen tegen de omgevingsinvloeden.
Het maakproces vindt plaats in een vacuümkamer bij kamertemperatuur met gebruik van oplosmiddelen. Zowel de onderlaag (het substraat) als de cel zelf worden opgebracht met bestaande opdamptechnieken.

De onderzoekers benadrukken dat de materiaalkeus vrij willekeurig was. Er zijn ook andere materialen dan parylene mogelijk en ook kunnen er verschillende materialen voor het substraat en de deklaag worden gebruikt of verschillende soorten dunnelaagcelmateriaal met inbegrip van kwantumstippen of het veelbelovende perovskiet.
De onderzoekers zeggen de tot nu toe dunste zonnecellen te hebben gemaakt: enkele microns dik (1 µm = 0,001 mm). Dat is waarschijnlijk te dun voor praktisch gebruik, maar de gekozen productietechniek kan dikkere maken (tot zo’n 80 µm). De zonnecellen worden op een glazen ondergrond opgebracht. Het scheiden van dat dragermateriaal en de gemaakt cellen bleek nog een stevig probleem te zijn.
Het grootste voordeel van de zonnecellen is niet hun rendement, dat is niet bijzonder, maar hun vermogen per gewichtseenheid. Siliciumzonnecellen ‘doen’ zo’n 15 W per kg, de zeepbelcellen 6 kW. Bulovic: “Het is zo licht dat je het niet eens merkt als het op je hemd of op je computer zit. Deze cellen kunnen gewoon een extra zijn op bestaande structuren.” Toch zal het nog wel even duren alvorens het labwerk kan worden omgezet naar een industrieel systeem. “De volgende vraag is: Hoeveel wonderen hebben we nodig het op industriële schaal te maken? We denken dat het nog een hoop werk is, maar dat wonderen niet nodig zijn.

Bron: Science Daily