De Groningse wetenschapper Kees Hummelen is een van de pioniers op het gebied van de organische zonnecel, een goedkoper en slanker alternatief voor de dikke zonnepanelen zoals we die kennen. Na 22 jaar onderzoek is zijn ‘kindje’ bijna klaar voor de commerciële markt.

Het begon allemaal in 1995, toen Hummelen op 39-jarige leeftijd in een lab in Californië als postdoc zocht naar een nieuwe aidsremmer, en daarbij per ongeluk stuitte op een product dat later de sleutel bleek voor de ontwikkeling van de plastic zonnecellen.

“We hadden een vergadering waarbij scheikundigen en natuurkundigen bij elkaar kwamen”, vertelt de onderzoeker vanachter zijn bureau op de Zernike Campus. “Die natuurkundigen zeiden: “We hebben een nieuw soort zonnecel ontdekt, maar er is één probleem: het werkt niet.” Dat wil zeggen, ze zochten een mengsel van polymeer (verbindingen die uit een hele reeks van dezelfde moleculen bestaan, red.) met C60.

Wat is C60? Fullerenen zijn moleculen die volledig uit koolstofatomen bestaan en de vorm hebben van een bal. Deze sferische structuur bestaat uit zeshoeken en vijfhoeken. De kleinste bal is C60. Dit molecuul bestaat uit zestig koolstof atomen en lijkt daarmee precies op een voetbal. C60 wordt ook wel Buckminster Fullereen genoemd, vernoemd naar Richard Buckminster Fuller, de uitvinder van de geodetische koepel.

Maar die C60 wil niet mengen, dus dat was een probleem. Toen duurde het een halve seconde en heb ik m’n hand omhoog gedaan, en zei: “Daar heb ik wel wat voor. Ik heb een stofje, PCBM, dat maak ik om een heel andere reden. Maar dat is een mooi oplosbaar en mengbaar fullereen derivaat, dus gebruik dat maar.” En dat was ‘m. Dat was het begin van alles.”

Hoe werkt een plastic zonnecel?

Organische zonnecellen – ook wel plastic zonnecellen genoemd – bestaan uit een lichtabsorberend polymeer dat positieve lading kan geleiden en fullerenen die elektronen accepteren en vervolgens geleiden. De zonnecel werkt als volgt: een polymeer absorbeert zonlicht. Door de energie van het licht kan een elektron van het polymeer naar een hoger energieniveau springen. Als er een goed elektronaccepterend fullereen in de buurt is kan die elektron hiernaar overspringen.

Er blijft nu een positieve lading over op het polymeer, terwijl het fullereen een negatieve lading heeft. Als er nanobuisjes op het materiaal zijn aangesloten – die fungeren als superkleine elektriciteitsdraadjes – kan de positieve lading naar de ene elektrode reizen terwijl de negatieve lading naar de andere elektrode kan reizen. En zo wordt stroom opgewekt.

Grote voordeel van plastic zonnecellen is dat ze goedkoop zijn om te maken, en dat het materiaal dun en flexibel is. Een laag van een organische cel is zelfs duizend keer dunner dan die van een silicium zonnecel. Maar het rendement is wel een probleem. Dat stijgt niet snel genoeg. Om plastic zonnecellen commercieel interessant te maken moet de cel ook buiten het lab 10 procent rendement halen. En dat is nog steeds niet het geval.

©PXimport

‘En nu komt het’, zegt de chemicus. ‘We zijn nu 22 jaar verder. En wat is er gebeurd in de siliciumwereld? Een totale, ongelooflijke, schitterende revolutie als het gaat om de prijsontwikkeling. Ik zou wel gek zijn als ik niet zou kijken of mijn stof daar niet iets goeds kan doen.’

Hummelen vergelijkt het met de ontwikkeling van computerprocessoren. Gordon Moore voorspelde vijftig jaar geleden dat de snelheid van de chips in onze computers zich steeds zou blijven verdubbelen. En dat tegen dezelfde kosten. Eenzelfde ‘wet’ geldt ook voor de silicium zonnecellen, denkt Hummelen, maar dan op het gebied van de prijs.

“Twee jaar geleden kwam uit de siliciumindustrie een rapport dat zei: over tien jaar kost wat we nu doen de helft van het geld. Het is nu dus twee jaar later, en we zijn er ongeveer. Supergoed! Als er nu collega’s zijn die zeggen: “Ik werk aan een nieuw type zonnecel en die wordt aanzienlijk goedkoper dan silicium, en daarmee gaan we ervoor zorgen dat zonnepanelen betaalbaar worden.” Dan zeg ik: Bullshit, het is nu al ongelooflijk betaalbaar, en het gaat met zo’n noodgang dat over tien jaar de wereld er weer heel anders uitziet.”

En daar komt nog bij dat het rendementsrecord van de silicium zonnecellen, met 26 procent, dat van de plastic modellen doet verbleken. Plastic kan gewoon nog niet tegen silicium op.

Perovskiet

Dat betekent niet dat de medeontdekker van de plastic zonnecel niet meer achter zijn ‘kindje’ staat. Er is nog steeds een belangrijke rol voor plastic weggelegd in de toekomst, denkt hij. Maar het betekent wél dat Hummelen en zijn team breder onderzoek zijn gaan doen. Hij moet ook wel, want de handel in PCBM neemt af, geeft de onderzoeker toe, omdat wetenschappers nu massaal achter een ander materiaal aanrennen.

‘Dus we kijken naar de ontwikkeling van de organische zonnecel, maar we kijken ook naar de ontwikkeling van dat nieuwe materiaal: perovskiet’, vertelt hij.

Het is de nieuwe heilige graal in het zonnecellenonderzoek, en werd in 2013 door vooraanstaand wetenschapstijdschrift Science al betiteld als doorbraak. Het is spotgoedkoop, eenvoudig te maken, absorbeert veel zonlicht en geleidt bijzonder goed. Daarnaast is het dun, gemakkelijk te printen en is te combineren met de populaire en commercieel veel interessantere silicium zonnecellen.

Perovskiet is een klasse van materialen die dezelfde kristalstructuur hebben als calcium-titanium-oxide (CaTiO3). Het werd begin 19e eeuw ontdekt door de Russische mineraloog Lev Perovski, maar pas in 2009 door Japanners voor het eerst toegepast in een zonnecel. Toen werd al een efficiëntie van 3 procent gehaald. Inmiddels staat het record op 24 procent. “Het is een hype”, constateert Hummelen.

Alternatieven

Zijn collega Maria Antonietta Loi, hoogleraar fotofysica en opto-elektronica in Groningen, richt sinds vier jaar veel van haar onderzoek op de nieuwe technologie. Het gaat silicium niet vervangen, denkt ze. “Als je dacht dat de auto-industrie conservatief was, de halfgeleiderindustrie is nog veel erger”, zei ze eerder in een interview.

“We kijken daarom naar een combinatie van beide, perovskiet en silicium”, vertelt Hummelen. “Stel, je kunt een goedkoop laagje perovskiet boven op het silicium leggen. Dan kun je het rendement behoorlijk omhoog tillen, zonder dat het veel meer kost.” De efficiëntie gaat dan misschien wel naar 35 procent, denkt Loi.

Perovskiet zonnecellen zijn gemaakt van een mix van organische moleculen en anorganische elementen die samen licht omzetten in elektriciteit. “Ze zijn hybride”, zegt Hummelen. “En in die perovskieten zonnecel zit meestal ook een organische laag als geleider. En by the way, daar is PCBM weer heel erg goed in. Is dat niet leuk?”

Maar perovskiet heeft ook nadelen. Het is bijvoorbeeld nogal gevoelig voor vocht, waardoor het rendement in de buitenlucht snel afneemt. Daarnaast bestaat het vaak uit een verbinding van onder meer ammoniak, jood en lood. En dit laatste is zeer giftig. Daarom wordt aan de Rijksuniversiteit Groningen ook geëxperimenteerd met alternatieven voor lood, zoals tin en bismut.

Zonne-energie heeft de toekomst, maar er staan dus nog genoeg uitdagingen voor de deur. Daarover lees je spoedig meer in een aankomend artikel.

Twijfel je tussen actieve en passieve luidsprekers? Het verschil zit in de versterker. In dit artikel leggen we uit wat de voor- en nadelen zijn, zodat je precies weet welk systeem het beste klinkt in jouw woonkamer. Geen gedoe, gewoon helder advies.

Als je op zoek bent naar beter geluid, vliegen de termen je om de oren. Het onderscheid tussen actief en passief is misschien wel de belangrijkste technische keuze die je moet maken, maar wordt vaak onnodig ingewikkeld gemaakt. Veel mensen denken dat het puur om geluidskwaliteit gaat, terwijl het vooral draait om gebruiksgemak en apparatuur. Na het lezen van dit stuk weet je precies of je voor alles-in-één gemak moet gaan of voor de vrijheid van losse componenten.

De kern: waar zit de krachtbron?

Het technische verschil is eigenlijk heel simpel: het draait allemaal om de locatie van de versterker. Een luidspreker kan namelijk geen geluid maken zonder stroom en aansturing.

Bij een actieve speaker is de versterker ingebouwd in de behuizing van de luidspreker zelf. Je herkent dat direct aan de achterkant: er zit een stroomkabel aan die het stopcontact in moet, en vaak knoppen voor volume of toonregeling. Je sluit je telefoon, pc of platenspeler direct aan op de speaker.

Bij een passieve speaker zit er géén elektronica in de kast die het geluid versterkt. De speaker heeft geen stekker voor het stopcontact, maar alleen aansluitingen voor luidsprekerdraad. Je hebt altijd een losse versterker of receiver nodig die het signaal krachtig genoeg maakt voordat het naar de speaker gaat. Een veelvoorkomend misverstand is dat 'passief' betekent dat ze slechter of zwakker zijn. Integendeel, de allerduurste hifi-systemen zijn bijna altijd passief.

©jipen

Wanneer is actief de slimste keuze?

Kies voor actief als je houdt van een opgeruimd huis en gebruiksgemak (dit soort speakers zijn meestal plug & play). Omdat de fabrikant de ingebouwde versterker helemaal heeft afgestemd op de luidspreker, ben je verzekerd van een goede match zonder dat je technisch inzicht nodig hebt. Dit is bij uitstek geschikt voor minimalisten die geen losse apparaten of een wirwar aan kabels in de woonkamer willen. Een soundbar is hier het bekendste voorbeeld van; dat is bijna altijd een actieve speaker. Ook voor een werkplek of gaming-setup op een bureau is dit de standaard, omdat je ze direct in je pc plugt zonder tussenkomst van een extra apparaat. Daarnaast zie je deze techniek terug in slimme multiroom-systemen met wifi of bluetooth (zoals die van Sonos), waarmee je direct vanaf je telefoon muziek streamt.

De beperking van alles-in-één

Het grote nadeel van actieve speakers is dat je vastzit aan het totaalpakket. Gaat de versterker in de speaker kapot? Dan doet je hele luidspreker het niet meer, ook al zijn de speaker-units zelf nog prima.

Daarnaast ben je minder flexibel in de toekomst. Bij passieve systemen kun je over vijf jaar besluiten om alleen een nieuwe versterker met de nieuwste streamingfuncties te kopen, terwijl je je geliefde speakers behoudt. Bij een actief systeem moet je bij veroudering van de software of aansluitingen vaak meteen de hele set vervangen. Daarnaast is het uitbreiden van een stereoset naar een volledige thuisbioscoop met actieve speakers vaak lastiger of beperkt tot één specifiek merk.

©Aboltin

Wanneer moet je absoluut niet voor actief kiezen?

Er zijn specifieke situaties waarin je een actief systeem beter links kunt laten liggen. Als je bijvoorbeeld al een prima werkende versterker of receiver hebt staan, is het zonde van je geld om actieve speakers te kopen. Je betaalt dan immers dubbel voor versterking die je niet gebruikt.

Ook als je speakers wilt wegwerken in het plafond of de muur is passief de enige logische route. Je wilt namelijk geen stroompunten bij elke inbouwspeaker aanleggen, en je kunt sowieso niet makkelijk bij de elektronica als er eenmaal iets stuk gaat.

Tot slot kun je in grote ruimtes, zoals een hal of showroom, beter met passief draad werken. Luidsprekerkabels zijn over lange afstanden veel makkelijker te trekken en te verlengen dan de combinatie van stroom- en signaalkabels bij actieve speakers.

Check je kabels en je kastruimte

Om de knoop door te hakken, kijk je eerst goed naar je eigen situatie. Heb je in je tv-meubel ruimte voor een los apparaat van ongeveer 44 cm breed (de standaardmaat voor receivers)? En vind je het leuk om zelf je set samen te stellen? Dan is passief jouw route naar topgeluid op maat.

Heb je daarentegen geen zin in gedoe, wil je met één afstandsbediening klaar zijn en heb je een hekel aan zichtbare apparatuur? Dan is een actief systeem of een actieve set boekenplank-speakers de moderne oplossing die je zoekt.

Kortom: eenvoud versus controle

Het verschil tussen actief en passief is een keuze tussen gemak en flexibiliteit. Actieve speakers bieden een alles-in-één oplossing: stekker erin en spelen, ideaal voor wie weinig ruimte of geduld heeft. Passieve speakers vereisen een losse versterker, maar geven je de vrijheid om je systeem oneindig aan te passen, te repareren en te upgraden. Kijk dus niet alleen naar het geluid, maar vooral naar hoeveel apparaten je in huis wilt halen.

Samsung heeft drie korte video's gedeeld waarmee het hint naar de komst van de Samsung Galaxy S26-smartphones.

Het is al een tijdje bekend dat het bedrijf later deze maand de nieuwe smartphonelijn uit de doeken gaat doen, die waarschijnlijk onder de noemer 'S26' gaat vallen. Nu zijn er drie teaservideo's gedeeld om mensen alvast lekker te maken.

De teaservideo's

De video's heten Closer, Groove en Glow, en richten zich zo lijkt het op verbeteringen die de Galaxy S26-smartphones gaan brengen. In 'Closer' is te zien hoe de camera van een flinke afstand inzoomt op een hond, zonder dat er veel kwaliteit verloren gaat.

In de 'Groove'-video is een dj-set te zien waarbij de camera duidelijk de dj in beeld brengt, inclusief alle bewegingen en lichtveranderingen. In de laatste video, 'Glow', wordt benadrukt hoe de camera's van de S26 zelfs donkere scènes helder kunnen filmen.

De video's lijken dus vooral te hinten naar de verbeteringen in de camera's van de S26-lijn, al moet nog maar blijken of de filmpjes een realistische representatie zijn van wat er straks allemaal mogelijk is.

In alle drie de video's wordt overigens ook melding gemaakt van AI. Zoals eerdere geruchten al aangaven, gaat AI waarschijnlijk een prominente rol spelen bij de nieuwe smartphones van Samsung.

Wanneer wordt de Samsung S26 onthuld?

Het is zo goed als zeker dat de nieuwe Samsung S26-smartphones op 25 februari worden onthuld. Uit een gelekte uitnodiging voor het aankomende Galaxy Unpacked-evenement blijkt namelijk dat die show op 25 februari wordt gehouden, en dat lijkt de ideale plek om de nieuwe smartphones van het bedrijf te onthullen.

Over de Samsung Galaxy S26-toestellen

Samsung brengt dit jaar naar verwachting de Galaxy S26, S26+ en S26 Ultra. Eind vorig jaar lekten er al foto's van dummyversies van de smartphones op social media, waaruit blijkt dat deze modellen waarschijnlijk een ovaalvormig camera-eiland krijgen, vergelijkbaar met de Galaxy Z Fold-smartphones.

Qua kleuren zouden de nieuwe Galaxy-modellen in Black Shadow, White Shadow, Galactic Blue en Ultraviolet beschikbaar komen. Een grote focus zou ook liggen op de toevoeging van een privacyscherm - een optie zodat het moeilijker wordt voor omstanders om je het scherm van je smartphone te kijken.