Drie projectpartners in het zogeheten OPEG-project hebben een p-i-n tandemzonnecel met een rendement van 5,9% op een actief oppervlak van 2 cm² ontwikkeld. Voor dit type cel is dit een nieuw record. De nieuwe technologie maakt de productie van lichte, flexibele, grote oppervlakken van organische zonnecellen prijstechnisch rendabel en met geringe materiaal- en energiekosten haalbaar.
Zoals de naam al doet vermoeden, bestaat er een tandemzonnecel uit twee cellen. Beide cellen van verschillend materiaal liggen in lagen over elkaar. Door de juiste afstemming van de verschillende materialen wordt bereikt, dat een breder lichtspectrum kan worden geabsorbeerd. Door een aangepaste vormgeving kunnen de fotonen van het zonlicht door reflectie langer in elke laag worden vastgehouden.
Organische zonnecellen
Dit type cellen heeft ten opzichte van zijn grote broers, zonnecellen uit halfgeleiderenverbinding en silicium, een belangrijk voordeel. Hij is dun, licht en flexibel en daarmee aantrekkelijk voor een brede markt. Dat geldt voor de toekomst, want er zijn nog een paar kleinigheden. Het lage rendement (tot nu toe niet meer dan 5,4 % op een oppervlak van meer dan 1 cm²) en de geringe levensduur verhinderen op dit moment grootschalige invoering op de markt. Commercieel beschikbare cellen van hoge kwaliteit bereiken al een rendement tot 30 %, terwijl gewone silicium zonnecellen momenteel 15 % halen.
De recordcel is ontwikkeld door Heliatek, BASF en het Institut für angewandte Photophysik (IAPP) van de Technische Universität Dresden. De benodigde laagdikte ligt rond de 200 nm, zodat voor een vierkante meter zonnecel amper 1 g organisch halfgeleidermateriaal nodig is.
OPEG
Het OPEG-project (Organische Photovoltaik zur integrierbaren Energieversorgung) is een initiatief van het Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Het startte in juli vorig jaar met een budget van meer dan zestien miljoen euro. Doel van het project is het rendement van organische zonnecellen te verbeteren door onderzoek naar nieuwe materialen, de levensduur te verhogen en vooral het economische productieproces verder te optimaliseren, zodat ‘plastic zonnecellen’ voor concurrerende prijzen op rol kunnen worden gefabriceerd. De partners van het project proberen tegen het einde een rendement te bereiken van 9 tot 10%.
De marktpotentie is groot: mobiele toepassingen voor laptops of agenda’s, folie op tenten, op auto’s voor de radio, airco etc. Op de lange termijn moeten de organische zonnecellen ook in de thuisomgeving bruikbaar worden: oprolbaar folie op markiezen en transparante folie op ruiten.
