Vlaamse kliek van plastiek

Meer dan 99 procent van de zonnepanelen is gemaakt uit silicium. De productiekosten zijn echter hoog. Daarom zijn plastic zonnecellen een optie voor de toekomst.

In Vlaanderen zijn diverse onderzoeksinstellingen al acht jaar bezig met plastic zonnecellen. Dankzij het sterke samenwerkingsverband – met de steun van IWT – tussen onder andere UHasselt, Imec, KULeuven, UA en UGent werden dan ook verschillende stappen vooruit gezet. Onlangs kwam er echter een nieuwe, belangrijke doorbraak.

“Bij zonnepanelen draait alles om efficiëntie”, legt Jean Manca, professor Fysica en decaan van de faculteit Wetenschappen aan UHasselt, uit. “Hoeveel procent van het zonlicht kan omgezet worden in elektriciteit? Bij silicium zonnepanelen is dat 15 tot 17 procent. Plastic zonnecellen zijn relatief nieuw, maar de jongste jaren is men erin geslaagd de efficiëntie elk jaar met één procent te laten toenemen. Nu is die maximaal 6 à 7 procent. Voor commerciële toepassingen moet die efficiëntie nog naar omhoog.”

De recente doorbraak heeft daar dan ook mee te maken. “Een zonnepaneel geeft stroom (ampère) en spanning (volt). De relatie met de stroom was al vrij goed bekend, maar over de spanning waren er heel wat vragen. Waar komt ze vandaan? Wat zijn de bepalende factoren? Hoe kunnen we de spanning beïnvloeden zodat de efficiëntie stijgt? Op dat vlak hebben we nu dus een nieuw, fundamenteel inzicht verworven.”

De plastic zonnepanelen gebruiken polymeren, plastics met geleidende eigenschappen, en hebben daardoor een aantal belangrijke voordelen. Die polymeren zijn namelijk gemakkelijk te verwerken, zodat we in de toekomst plastic zonnepanelen met klassieke druk- en printtechnieken kunnen produceren. De eenvoud van de productietechnieken vertaalt zich uiteraard in een veel lager kostenplaatje. Bovendien zijn de plastic zonnecellen licht en plooibaar.

Voor het Amerikaanse leger

“In eerste instantie richten we ons nu op indoortoepassingen, zonder de behoefte aan echte zonnestralen”, stelt Manca. “We gebruiken immers steeds meer draagbare elektronica zoals gsm’s, pda’s, mp3-spelers, laptops, enzovoort. Die hebben energie nodig en het zou handig zijn als we die lokaal kunnen genereren. Een plastic zonnepaneel in je jas of op je rugzak moet volgens mij over drie tot vier jaar geproduceerd en gecommercialiseerd kunnen worden. Ook op een trolley of reiskoffer kan zo’n plastic zonnepaneel nuttig zijn. Verder lopen bij het Amerikaanse leger projecten met tentzeilen voor autonome energievoorziening.”

“Op langere termijn denken we aan de integratie van plastic zonnepanelen in de architectuur, ter vervanging van de gebruikelijke silicium zonnepanelen. Mensen die geïnteresseerd zijn in hernieuwbare energie laten zich nu nog vaak tegenhouden door het esthetische aspect, maar in de toekomst wordt met de plastic variant veel meer mogelijk. Ik denk bijvoorbeeld aan behang met coating in ruimtes waar er veel licht is. Vergelijk het een beetje met lichtpanelen aan de muur nu. Overdag zou lichtenergie kunnen worden omgezet in elektriciteit, terwijl volgens dezelfde technieken licht zou kunnen gemaakt worden in het donker. Ook de binnenkant van dubbele beglazing zou gecoat kunnen worden. Zo kan je er wel nog steeds doorheen kijken, maar kan het oppervlak ook gebruikt worden als zonnepaneel.”

Voor het zover is, is er nog werk aan de stabiliteit van de plastic zonnepanelen. Een levensduur van twintig tot dertig jaar zoals de silicium zonnepanelen garanderen, is immers nog lang niet bereikt. De plastic zonnepanelen zijn namelijk gevoelig voor zuurstof en vocht waardoor een goede afdekking en inkapseling noodzakelijk is. Voorlopig is dat proces duurder dan het plastic zonnepaneel zelf. Dus moeten de onderzoekers eerst nog op zoek naar een goedkoop alternatief.

Door Annick Claus

“Voor commerciële toepassingen moet de efficiëntie nog naar omhoog”

Jean Manca (UHasselt)