Op het gebied van zonne-energie werken onderzoekers met de nieuwste ontwikkelingen in nanotechnologie aan zeer kleine zonnecellen. Onderzoekers testen verschillende manieren om ze efficiënter te maken. Flexibele platen van organische zonnecellen zijn in een andere niche terechtgekomen dan op silicium gebaseerde zonnecellen.

Een onderzoeker die nanotechnologie toepast op de actieve laag van organische zonnecellen is Dr. Daniel Ayuk Mbi Egbe, een synthetisch chemicus aan het Linz Institute for Organic Solar Cells aan de Johannes Kepler University Linz in Oostenrijk en de coördinator van African Network on Conducting Materials for Solar Energy (ANCMSE). Hij werkt aan een materiaal genaamd PPE-PPV [poly(p-fenyleen-ethynyleen)-alt-poly(p-fenyleen-vinyleen)s]. “De actieve laag van de zonnecellen bestaat uit het donormateriaal, het polymeer, en een acceptor die fullereen is. Door ons recent gepubliceerde artikel hebben we laten zien dat we door het gebruik van andere fullerenen dan de veelgebruikte PCBM een hogere efficiëntie hebben behaald. Ik heb de zijketens van het polymeer op nanometerschaal veranderd. Door onze systematische aanpak konden we verklaren waarom het variëren van bepaalde soorten zijketens een zeer goede efficiëntie laten zien. De nanomorfologie van de actieve laag is erg belangrijk voor het rendement van zonnecellen. De meerderheid van de onderzoeksgroepen wereldwijd die aan zonnecellen werken, bestudeert deze actieve laagmorfologie en probeert deze te verbeteren, "zei hij.

Egbe heeft een efficiëntie van vier procent behaald en probeert te achterhalen hoe de efficiëntie in het algemeen kan worden verbeterd. Niet alleen voor zijn systeem, maar ook voor andere systemen waar onderzoekers aan werken. “Het rendement van organische zonnecellen heeft al acht procent bereikt en er zijn commerciële producten op de markt, ' zei hij. In oktober 2010 maakte het in Duitsland gevestigde bedrijf Helitek in samenwerking met het Instituut voor Toegepaste Fotofysica (IAPP) van de Universiteit van Dresden bekend dat het een wereldrecordrendement van 8,3 procent voor organische zonnecellen had bereikt.

Het is niet het huidige doel van Egbe om te concurreren met siliciumzonnecellen; in plaats daarvan ziet hij een complementair aspect. “Organische zonnecellen zijn niet zo stabiel als op silicium gebaseerde zonnecellen, maar er is een marktniche die voor hen openstaat. Bijvoorbeeld, ze kunnen niet alleen op tassen worden gebruikt, zodat u uw laptop en mobiele telefoon kunt opladen terwijl u loopt, en in ramen, maar op kleding omdat deze organische cellen flexibel zijn. Het is ook mogelijk om de kleur van het gebruikte fotoactieve materiaal synthetisch af te stemmen, wat niet mogelijk is met zonnecellen op basis van silicium. ' zei hij.

De vooruitgang op het gebied van nanotechnologie voor zonne-energie verandert de manier waarop we onze elektronische apparaten opladen en opent nieuwe mogelijkheden voor mensen in gebieden zonder elektriciteit.