«

»

sep 01

Raam wordt energiebron dank zij transparante zonnecel

FotoGlasOnderzoekers van de Michigan State University hebben een volledig transparante zonneconcentrator gemaakt, die een raam – of bijvoorbeeld het scherm van een smartphone – kan veranderen in een zonnecel. In tegenstelling tot eerdere transparante zonnecellen is deze werkelijk transparant, zoals op de foto’s is te zien. Volgens onderzoeksleider Richard Lunt is zijn team er van overtuigd dat transparante zonepanelen efficiënt kunnen worden ingezet in een breed scala aan toepassingen, van “hoge gebouwen met veel vensters tot allerlei mobiele toestellen waarbij de esthetische kwaliteit van belang is – zoals de telefoon of e-reader”.

Wetenschappelijk gezien is een transparante zonnecel een contradictio in terminus. Fotovoltaïsche zonnecellen maken energie doordat ze fotonen absorberen en vervolgens omzetten in elektronen. Maar als een materiaal transparant is betekent dat per definitie at het meeste licht juist door het medium heen gaat. Daarom zijn eerdere transparante zonnecellen eigenlijk maar gedeeltelijk transparant en bovendien veroorzaken ze ook een gekleurde schaduw.

TLSC

Om dat nadeel te omzeilen gebruiken de onderzoekers een andere techniek voor het verzamelen van zonlicht. Zij proberen niet om een transparante PV-cel te maken – dat is vrijwel onmogelijk – maar ze gebruiken een zogenoemde transparent luminescent solar concentrator (TLSC). Die bestaat uit organische zouten die specifieke niet-zichtbare ultraviolet en infrarood golflengen absorberen en daarna luminesceren op een andere infrarood-golflengte. Dit geëmitteerde infrarood licht wordt naar de rand van het kunststof venster geleid, waar dunne strips conventionele zonnecellen zorgen voor de conversie naar elektriciteit. (Research paper: DOI: 10.1002/adom.201400103 – “Near-Infrared Harvesting Transparent Luminescent Solar Concentrators”).

Rendement

Als je goed kijkt zie je een paar zwarte strips langs de randen van het plastic blok. Maar verder is het actieve organische materiaal, en dus het overgrote deel van het zonnepaneel, in hoge mate transparant.

De TLSC van Michigan heeft momenteel een rendement van rond de 1%, maar de onderzoekers denken dat 5% haalbaar zou moeten zijn

Niet-doorzichtige luminescente concentrators, die de ruimte baden in gekleurd licht, halen maximaal zo’n 7%. Op zich zijn dat geen indrukwekkende cijfers, maar op grote schaal – elk raam in een huis of kantoorpand – telt het allemaal snel op. En het is waarschijnlijk ook geen technologie waarmee de smartphone of tablet onbeperkt kan blijven werken, maar het aanbrengen van een TLSC zou een paar minuten of uren gebruik kunnen toevoegen aan een batterijlading.

Schaalbaar en betaalbaar

De onderzoekers zijn ervan overtuigd dat de technologie betaalbaar en schaalbaar is van grote industriële en commerciële toepassingen tot consumentenapparaten.

Tot dusverre is een van de grotere barrières voor grootschalige toepassing van zonnepanelen is de opdringen en onfraaie aard van zonnepanelen. Dus als er flinke hoeveelheden zonne-energie kunnen worden geproduceerd vanuit platen glas of kunststof die lijken op normaal glas of kunststof, is commercieel succes verzekerd.