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.

In de rubriek Waar voor je geld gaan we een aantal keer per week op zoek naar handige producten met een mooie prijs. Dit keer kijken we naar stoomreinigers voor vloeren. Die zijn er in vele soorten en maten, zowel voor houten en gladde vloeren en voor tapijt. Wij vonden vijf stoomreinigers voor minder dan 125 euro, geschikt voor uiteenlopende vloeren.

Philips OneUp 3000 series XV3101/01

Bij de Philips OneUp 3000 series XV3101/01 krijg jij een elektrische dweil voor vloeren. Dit apparaat is ontworpen als lichte vloerreiniger; het weegt ongeveer 1,75 kg en heeft een slanke steel van 1,42 m. De brede dweilkop van 35 cm en lengte van 12 cm maken het mogelijk om snel grotere oppervlakken te behandelen. In de verpakking worden een dweilpad, een laadkabel en een fles reinigingsmiddel meegeleverd, waardoor jij meteen kunt starten. De pads zijn bedoeld om vuil van harde vloeren op te nemen; er zit geen stofzuigfunctie in het apparaat. Het water‑ en reinigingsmiddel wordt via een geïntegreerd reservoir op de pad verdeeld, zodat jij geen emmer hoeft te gebruiken. De elektrische aandrijving zorgt ervoor dat de pad voor‑ en achteruit beweegt; hierdoor hoef jij minder kracht te zetten bij het dweilen. Doordat het om een elektrisch systeem gaat, is er een netsnoer nodig tijdens het reinigen. Je kunt zelf doseren hoeveel reinigingsmiddel op de pad terecht komt; dit is handig voor verschillende ondergronden. Het apparaat bevat geen kruimelzuiger of stoomfunctie en is uitsluitend bedoeld voor natte reiniging van vloeren. Het compacte formaat maakt het eenvoudig op te bergen wanneer jij klaar bent met schoonmaken.

BLACK + DECKER BHSM15FX08‑QS

Met de BHSM15FX08‑QS krijg je een stoomreiniger die bedoeld is voor harde vloeren en tapijt. In de steel zit een waterreservoir van 50 cl en via de afneembare dweilplaat kun jij eenvoudig laminaat of tegelvloeren aanpakken. Het apparaat werkt met netstroom (230 V) en verbruikt 1500 W. Dankzij de instelbare stoomverdeling pas jij de hoeveelheid stoom aan de ondergrond aan De snoerlengte van 6 m zorgt voor bewegingsvrijheid zonder steeds van stopcontact te wisselen. Voor kleine ruimtes is er koord‑opslag zodat het snoer niet in de weg zit. Je hoeft niet te werken met accu’s; het apparaat heeft geen oplaadfunctie en is niet draadloos. Een warm‑up van ongeveer 20 seconden laat jou snel beginnen. Omdat de stoomreiniger niet continu navulbaar is, moet jij het reservoir eerst laten afkoelen voordat je opnieuw water bijvult. Dit model weegt ruim drie kilogram en is niet inklapbaar; voor wandmontage zijn geen voorzieningen. Door de dweilfunctie met microvezeldoek kun jij het water en stoom over de vloer verdelen zonder dat er water opzuigt wordt; vloeistoffen opzuigen kan het apparaat namelijk niet

BLACK + DECKER BHSM168D‑QS inclusief accessoires

De BHSM168D‑QS is een stoommop met meerdere accessoires waarmee jij harde vloeren en tapijten kunt reinigen. Een vermogen van 1600 W verwarmt water in ongeveer 20 seconden tot stoom. Het apparaat is niet draadloos; via een snoer van 6 m heb jij bereik zonder veel van stopcontact te wisselen. De stoomkracht is traploos regelbaar en de stoomverdeling is instelbaar, waardoor jij per vloer de juiste hoeveelheid stoom kiest. Handige details zijn het aan‑uit‑schakelaartje aan de handgreep en het koord‑opbergvak. De waterindicator laat zien hoe vol het 50 cl reservoir is en het apparaat kan tijdens het reinigen continu worden bijgevuld. Een afneembaar waterreservoir maakt vullen en schoonmaken eenvoudiger. De stoommop is niet inklapbaar en heeft geen automatische snoeroprol, maar bij de accessoires zitten microvezeldoeken, een tapijtglijder en opzetstukken voor ramen of voegen. De stoomreiniger beschikt niet over een kinderslot, maar er is wel een aan‑uit‑schakelaar en veiligheidsschakelaar. Het model gebruikt netstroom en is niet oplaadbaar

BLACK + DECKER FSMH13E5 2‑in‑1 stoomreiniger

De FSMH13E5 combineert een stoommop en handstomer in één apparaat. Jij reinigt harde vloeren met een snoerlengte van 4,8 m en een waterreservoir van 50 cl. Het 1300 W verwarmingselement produceert stoom en dankzij de regelbare stoomkracht pas jij het niveau aan. Er zit een instelbare stoomverdeling zodat je de stoom gericht kunt afgeven. De stomer heeft een waterniveau‑indicator en een aan‑uit‑schakelaar, maar geen automatische snoeroprol of kinderslot. Handig is de koord‑opslagruimte zodat het snoer niet op de vloer slingert. Het waterreservoir kan worden afgenomen; daardoor vul jij het onder de kraan en klik je het daarna weer vast. Omdat de reiniger niet draadloos en niet oplaadbaar is, gebruik jij hem altijd met netstroom. De specificaties noemen een gebruiksduur van circa 15 minuten per volle watertank. Het apparaat heeft geen inklapbaar handvat en geen continu navulbaar systeem. Volgens de productinformatie is het een 2‑in‑1 stoomreiniger die zowel vlakke vloeren als moeilijk bereikbare plekken kan behandelen.

Kärcher SC 2 EasyFix Cylinder Steam Cleaner – 1500 W

De Kärcher SC 2 EasyFix Cylinder Steam Cleaner is een cilinder‑stoomreiniger die speciaal gemaakt is voor harde vloeren. Met een vermogen van 1500 W en een maximale stoomdruk van 3 bar wordt water binnen zes minuten omgezet in stoom. Jij gebruikt een waterreservoir van 1 liter; er zijn geen accu’s, dus de reiniger werkt via het lichtnet. De cilinderconstructie heeft een lengte van 38 cm, een breedte van 25,4 cm en een hoogte van 26 cm. Met een gewicht van 2,9 kg is hij relatief licht en daardoor gemakkelijk te verplaatsen. Het snoer van 4 m en een lange slang geven jou bewegingsvrijheid. Het apparaat beschikt niet over een zuigfunctie en kan geen vloeistoffen opzuigen; je gebruikt hem uitsluitend voor stoomreiniging. De warm‑up van 6 minuten betekent dat jij even moet wachten voordat de eerste stoom beschikbaar is. Het model is niet oplaadbaar, maar door het grote reservoir kun jij langere tijd achter elkaar stomen. Een verwijderbare microvezeldoek bevestig je via het EasyFix‑kliksysteem aan de vloerzuigmond. De stoomsterkte is niet regelbaar, waardoor je de hoeveelheid stoom niet kunt aanpassen. Bij het apparaat worden verschillende mondstukken meegeleverd voor bijvoorbeeld voegen of een vloeroppervlak.

Black Friday is dit jaar méér dan een dag vol gadgets en grote schermen. Voor wie zonnepanelen heeft en slimmer wil omgaan met eigen energie, is het hét moment om een thuisbatterij te overwegen. Zeker nu de ZinVolt Power tijdelijk met 15 procent korting verkrijgbaar is. In dit artikel lees je hoe de energieregels richting 2027 veranderen en wat een plug & play-thuisbatterij voor je kan betekenen.

Partnerbijdrage - in samenwerking met ZinVolt

Black Friday is al jaren het moment waarop mensen grote aankopen doen. Maar in 2025 verschuift de aandacht merkbaar: steeds meer huishoudens kijken niet naar tv’s of laptops, maar naar manieren om hun energierekening te verlagen. En dat heeft alles te maken met de salderingsregeling die in 2027 stopt, stijgende terugleverkosten en het groeiende besef dat je met een thuisbatterij veel van je eigen zonnestroom kunt vasthouden.

In die context introduceert ZinVolt dit jaar een aantrekkelijke Black Friday-deal: 15 procent korting op de ZinVolt Power, een draagbare thuisbatterij die je in één minuut installeert. Daarmee wordt de stap naar energieopslag niet alleen eenvoudiger, maar ook financieel een stuk aantrekkelijker.

Let op: deze aanbieding is geldig tot en met 1 december, dus wees er snel bij!

©ZinVolt

Waarom juist nú interessant?

Als je zonnepanelen hebt, weet je hoe grillig de energiemarkt geworden is. Overdag lever je vaak méér terug dan je zelf nodig hebt, terwijl je ’s avonds juist weer stroom moet inkopen tegen een hoger tarief. Tot eind 2026 kun je dat nog deels wegstrepen dankzij de salderingsregeling, maar die regeling loopt richting zijn einde. Vanaf 2027 krijg je alleen nog een beperkte vergoeding voor wat je terug het net in stuurt.

Dat betekent dat je steeds minder hebt aan 'gratis' teruglevering en steeds meer aan het zelf gebruiken van je eigen stroom. Een thuisbatterij maakt dat mogelijk. En als je die aanschaf toch al overwoog, dan is deze aanbieding met 15 procent korting natuurlijk het ideale moment om in te stappen.

©ZinVolt

ZinVolt Power: een kleine batterij met groot effect

De ZinVolt Power is anders dan de meeste thuisbatterijen. Traditionele systemen hebben bijvoorbeeld installatie in de meterkast nodig en kampen vaak met lange levertijd. De ZinVolt Power werkt echter volledig plug & play. Je steekt hem in het stopcontact, koppelt de P1-dongle aan je slimme meter en hij begint direct met laden. Binnen één minuut actief, zonder gereedschap of installateur. Bovendien heb je hem na bestelling de volgende dag al binnen!

Met een capaciteit van 1 kWh, uit te breiden tot 6 kWh via de losse ZinVolt Mates, kun je precies zo veel opslaan als past bij je huishouden. Overdag laad je op terwijl je zonnepanelen produceren, ’s avonds gebruik je diezelfde energie zelf. Daarnaast kan de Power via de drie ingebouwde stopcontacten als noodstroomvoorziening dienen; ideaal bij een storing of werkzaamheden aan het net.

Het grootste voordeel? Je hoeft niet meteen groot in te stappen. Je kunt klein beginnen en later rustig uitbreiden. En tijdens Black Friday pak je daarmee ook direct de laagste prijs van het jaar mee!

©ZinVolt

Persoonlijk advies van ZinVolt

Weet je nog niet precies wanneer voor jou het juiste moment is? Dan kun je bij ZinVolt vrijblijvend een gesprek inplannen. Samen kijk je naar je verbruik, zonnepanelen en toekomstplannen. Geen verkooppraat, gewoon duidelijkheid.