Als je elke ruit van kantoorgebouwen zou kunnen vervangen door een zonnecel, kom je een heel eind met de energietransitie. De duizenden ramen in een kantoortoren staan ten slotte een groot deel van de dag in de zon. Er is echter een probleem: doorzichtige zonnecellen zijn verre van ideaal. Ze hebben vaak een rode waas waardoor ze niet geschikt zijn als ramen, en de efficiëntie ligt ver onder de 25 procent die gewone zonnepanelen halen. Bovendien zijn ze vaak erg duur.
Piepkleine gaatjes
Koreaanse onderzoekers van onderzoeksinstituut UNIST denken nu een oplossing te hebben gevonden voor deze problemen. Ze gebruiken het ontwerp van een gewone zonnecel, maar boren een heleboel gaatjes in het substraat – het wafeltje waar de energieproducerende cellen op liggen. Deze gaatjes zijn piepklein, dunner dan een haar met een dikte van 500 nanometer tot honderd micrometer.
Door de dikte en de plek van de gaatjes nauwkeurig uit te kiezen, worden de gaatjes onzichtbaar voor het menselijk oog. Het bijzondere is dat de zonnecel door alle gaatjes wel doorzichtig lijkt, en niet de rode gloed heeft van andere transparante cellen. Het lijkt meer op een blik door een heel lichte zonnebril, waarbij de kleuren nog duidelijk zichtbaar blijven.
Een gewone siliciumwafel (links) en de transparante versie, die vol zit met hele kleine gaatjes. Beeld: Joule.
Lagere efficiency
De gaatjes zorgen er wel voor dat de zonnecel minder goed werkt. De efficiëntie van de zonnecel neemt met de helft af naar 12 procent. Dat is echter vergelijkbaar of zelfs meer dan andere transparante zonnecellen. Maar deze techniek heeft als voordeel dat hij heel eenvoudig is. De wafeltjes met gaten zijn massaal te maken, en verder lijkt het productieproces erg op dat van gewone zonnecellen.
Zonnecel in telefoon
De onderzoekeers hebben dan ook goede hoop dat het proces zich op laat schalen tot grotere zonnepanelen, en dat het in een fabriek uitgevoerd kan worden. Eerst willen ze een paneeltje van 25 vierkante centimeter maken en de efficiency omhoog krijgen naar 15 procent. Als dat lukt, gaan de Koreaanse onderzoekers kijken naar echte toepassingen. De transparante zonnecel heeft trouwens meer toepassingen dan allen kantoorruiten: de onderzoekers denken bijvoorbeeld ook aan energieopwekkende telefoon- of computerschermen.
Bron: Joule | Beeld: Thomas Kohler
