ID.nl logo
Zekerheid & gemak

Revolutie in zonne-energie: de organische zonnecel

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.

We kijken ook naar de ontwikkeling van nieuw materiaal: perovskiet, de heilige graal in zonnecellenonderzoek

-

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.

▼ Volgende artikel
NintenDaan over de volgende Animal Crossing (en 3.0!) - Bonuslevel
Huis

NintenDaan over de volgende Animal Crossing (en 3.0!) - Bonuslevel

Daan is terug! Vlak voordat hij naar naar Japan gaat voor onder andere PokéPark Kanto, heeft hij het Cody en Jacco over Pokémon Day-gekte en Animal Crossing: New Horizons 3.0. Ook bespreken de mannen wat ze willen van een nieuwe Animal Crossing.

Kom bij onze Discord. Via ⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠deze link⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠ ⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠⁠kan je met ons en andere luisteraars kletsen over games, deals, nieuws en meer.

Wil je zelf ook een vraag insturen of heb je iets leuks om te melden? Dat kan! Stuur een mailtje naar bonuslevelcast@gmail.com (of bonuslevelkast@gmail.com of bonuslevelqast@gmail.com) en wellicht hoor je jezelf terug in de volgende aflevering!

▼ Volgende artikel
Gratis Office-alternatieven: meer controle, privacy én offline werken
© Videophilia | stock.adobe.com
Huis

Gratis Office-alternatieven: meer controle, privacy én offline werken

Microsoft 365 is niet de enige optie voor professionele documenten, spreadsheets en presentaties. Wie privacy wil, liever offline werkt of sneller klaar wil zijn, heeft keuze uit verrassend goede suites. Die voeren je taken net zo goed, of zelfs beter, uit. We bespreken hoe je krachtige, minder bekende alternatieven inzet voor onder meer samenwerken, tabellen analyseren, notities beheren en presenteren.

De meeste gebruikers kiezen automatisch voor Microsoft 365 of voor Google Workspace. Maar er zijn ook moderne Office-alternatieven voor Windows. Die bieden een prima compatibiliteit met docx-, xlsx- en pptx-bestanden en bieden ook nog eens unieke extra’s. Denk aan lokaal werken zonder in te leveren op samenwerking, docx-end-to-end-versleuteling voor gevoelige documenten, of lichtgewicht apps die sneller opstarten en minder systeembronnen vergen.

Daarmee voorkom je dus dat je de systemen van Microsoft of Google wordt ingezogen. Je houdt de regie over je dataopslag en je kunt je workflows precies invullen zoals je team dat nodig heeft.

In dit artikel ga je concreet aan de slag met een aantal alternatieven. OnlyOffice Desktop Editors is er voor lokale power en veilige samenwerking. Zoho Writer en Zoho Show zijn er voor offline werken en automatisering. WPS Office is een snelle all-in-one desktopervaring, inclusief pdf. SoftMaker FreeOffice is een betrouwbare, lichte suite. En dan hebben we nog CryptPad, een samenwerkingstool waarbij privacy bovenaan staat.

©dennizn - stock.adobe.com

Microsoft Office werkt prettig, maar er zijn voldoende gratis alternatieven. 

OnlyOffice Desktop Editors: Lokaal of in de cloud

Installeer OnlyOffice Desktop Editors op Windows (www.onlyoffice.com)en start de suite. Klik in het hoofdvenster links op Verbinding maken met Cloud office en kies je dienst, bijvoorbeeld Nextcloud. Vul de url in, klik op Nu verbinden, meld je aan en open daarna je bestanden direct in de desktop-tabbladen. Zo werk je offline aan documenten op je schijf en schakel je naadloos over op co-authoring zodra je verbinding hebt.

In tekstbestanden vind je revisiehulpmiddelen onder Samenwerken en Wijzigingen bijhouden, in spreadsheets en presentaties staan de samenwerkingstools eveneens bovenin het lint. Belangrijk is dat OnlyOffice lokaal volledige bewerking biedt voor Office-bestanden en dat je extra onlinefuncties (zoals Mail Merge) pas nodig hebt als je aan de cloud koppelt. In de praktijk gebruik je dus één interface voor beide werelden: lokaal en online. Dat vermindert context-switches en voorkomt dat je documenten verspreid raken over verschillende apps.

OnlyOffice biedt veel mogelijkheden om samen te werken.

Formulieren en pdf’s maken

OnlyOffice maakt van formulieren een eersteklas workflow. Open een document en ga naar de tab Forms om velden toe te voegen, zoals tekst, dropdowns, checkboxes, radio buttons, datum of afbeelding. Sla je formulier op als pdf zodat ontvangers het kunnen invullen met verplichte velden en duidelijke navigatie via Vorig veld en Volgend veld. In een geopende pdf schakel je met PDF bewerken naar de bewerkingsmodus, of kies Opslaan als om het ingevulde formulier op te slaan.

Werk je met zeer gevoelige informatie, gebruik dan de versleutelde omgeving van OnlyOffice: de Private Room. Die is toegankelijk via de desktopapp wanneer je aan een OnlyOffice-cloud bent verbonden. De documenten en het verkeer zijn versleuteld met AES-256 en kunnen veilig worden gedeeld en samen worden bewerkt, met enkele restricties zoals geen drag-and-drop upload. Zo combineer je formulierstromen, pdf-bewerking en vertrouwelijke samenwerking zonder extra tools.

Met OnlyOffice verander je een document in een handomdraai in een invulbare pdf.

Welk alternatief past bij jou?

Werk je vooral lokaal met af en toe samenwerking, dan is OnlyOffice Desktop Editors een goede eerste stap. Je bewerkt hiermee offline documenten en koppelt ze later aan je cloud. De co-edit-modi Fast en Strict geven controle over de wijzigingen. Wil je PowerPoint vervangen op Windows met degelijke offlinepresentaties? Dan ben je met de Windows-app van Zoho Show snel aan het werk. Dit is compleet met thema’s en naadloze sync zodra je weer online bent.

Zoek je een compacte desktopervaring met pdf-tools en automatische cloudback-ups? Dan is WPS Office praktisch. Houd er wel rekening mee dat geavanceerd pdf-bewerken onder een abonnement valt, terwijl de kernapps gratis blijven.

Moet privacy boven alles gaan? Dan zit CryptPad in een eigen klasse met docx-end-to-end-versleuteling en met delen via Share en Access. Tip voor hybride teams: combineer OnlyOffice met Nextcloud voor intern co-authoren en gebruik Zoho Show of WPS Presentation voor presentatiemomenten, zodat je het beste van beide werelden benut. 

Draaitabellen en slicers

Voor snelle analyses maak je in OnlyOffice Spreadsheets een draaitabel. Selecteer een cel in je dataset, open de tab Invoegen en klik op Draaitabel. Kies Nieuw werkblad of Bestaand werkblad en bouw je rapport door velden naar Rijen, Kolommen, Waarden en Filters te slepen.

Voor een snelle filtering voeg je slicers toe. Selecteer hiervoor een geformatteerde tabel, ga naar Invoegen en kies Slicers. Elk geselecteerd kolomveld krijgt dan een klikbare filterknop naast je rapport. In één interface stap je zo van ruwe csv naar bruikbare managementoverzichten die je als xlsx of pdf deelt. Het grote voordeel is dat je dit geheel offline doet en pas online gaat wanneer je wilt delen of samenwerken.

Met een draaitabel presenteer je je gegevens op een duidelijke manier.

Zoho Writer en Zoho Show: Offline documenten

Zoho Writer kun je als PWA of in de browser offline gebruiken. Ga naar https://writer.zoho.com en open je documentoverzicht, klik links op Offline en kies Writer offline aanzetten. Writer synchroniseert vervolgens recent geopende bestanden, die je via de offline-link bewerkt; met een werkende internetverbinding herstelt Writer automatisch de sync.

Voor repetitieve documenten automatiseer je met Automatiseren en Template samenvoegen. Open je sjabloon, voeg mergevelden in, koppel een gegevensbron zoals Zoho Sheet, Zoho Forms of Zoho CRM, en kies de uitvoer: opslaan, mailen als attachment of link, naar ondertekening sturen of publiceren als invulbaar formulier. Via Automatiseren / Voorbeeldweergave van samenvoegen controleer je de lay-out en logica, waarna Run Merge de batch genereert. Zo vervang je handwerk voor contracten, offertes of brieven door een herhaalbare structuur zonder menselijke fouten.

Wil je offline werken, dan is Zoho een van de betere alternatieven.

Presentaties

Presenteren zonder PowerPoint kan verrassend soepel met Zoho Show. Sinds mei 2025 is er een Windows-desktopapp waarmee je presentaties lokaal kunt maken, openen en bewerken. Je start de app en kunt zelfs zonder account direct bouwen; later aanmelden synchroniseert je werk naar de cloud. Show ondersteunt offline werken, gebruikt ingebouwde thema’s en laat je meerdere decks in tabbladen openen. Werk je liever in de web-app, dan activeer je via de overzichtspagina Offline presentaties en klik je Offline instelling inschakelen; standaard zijn je vijf meest recente decks offline beschikbaar en kun je desgewenst afzonderlijke presentaties offline markeren. Tijdens een switch naar online synchroniseert Show wijzigingen automatisch. Tegelijk blijft realtime samenwerken beschikbaar, inclusief delen, commentaar en bibliotheken voor herbruikbare slides. Daarmee is Show een volwassen alternatief voor vergaderingen, lessen en evenementen.

Zoho biedt ook een PowerPoint-alternatief met veel mogelijkheden.

WPS Office: Snel en compatibel

Op Windows blinkt WPS Office (www.wps.com) uit in snelheid en compatibiliteit. Je krijgt Writer, Spreadsheets, Presentation en een pdf-module in één venster met tabbladen, volledig compatibel met gangbare Microsoft-formaten. De basisfunctionaliteit is gratis, voor geavanceerd pdf-bewerken heb je een abonnement nodig.Meld je aan in WPS en schakel fileroaming in (wordt standaard geactiveerd) om documenten automatisch in WPS Cloud te bewaren en geschiedenis te bekijken; uitloggen stopt die uploads.

In Spreadsheets maak je een draaitabel door je data te selecteren, Insert / PivotTable te kiezen en in een nieuw werkblad velden te slepen naar de gebieden. Je vindt hier refresh-, herorden- en verwijdervelden zoals je gewend bent.In Writer schakel je revisie bij via Review / Track Changes of met Ctrl+Shift+E. Zo combineer je snelle desktopbewerking, cloudsync en basis-pdf in één pakket dat op oudere Windows-machines lekker licht blijft.

WPS Office is een goed gratis alternatief, hoewel je voor sommige functies toch een abonnement nodig hebt.

SoftMaker FreeOffice: Klassiek en betrouwbaar

Zoek je een klassieke, betrouwbare desktopervaring, dan is FreeOffice van SoftMaker (www.freeoffice.com) een goede keuze. Met TextMaker, PlanMaker en Presentations werk je lokaal in docx, xlsx of pptx en kun je snel print-klare pdf’s maken.

De interface is compact, start vlot en blijft responsief op oudere hardware. Voor wie later wil doorgroeien, biedt SoftMaker Office NX Universal een paar extra’s, zoals geïntegreerde Zotero-bronvermelding, Duden Korrektor voor geavanceerde taalcontrole en administratieve opties; FreeOffice blijft echter ruimschoots bruikbaar voor dagelijkse taken als rapporten, begrotingen en presentaties.

De installatie is rechttoe rechtaan en updates kun je met een klik op het vraagteken Controleer op updates uitvoeren. Omdat FreeOffice focust op kernfuncties, is het een prettige keuze voor redacties en onderwijs-pc’s waar stabiliteit en compatibiliteit vooropstaan en waar cloudfunctionaliteit minder belangrijk is.

FreeOffice draait probleemloos op oudere Windows-machines.

Presenteren zonder PowerPoint

Moet je vaak op locatie presenteren met matige wifi, dan werkt de Windows-app van Zoho Show prettig. Je bouwt hiermee decks volledig offline op en synchroniseert later. Werk je veel met sjablonen en wil je snel variëren? Dan is WPS Presentation handig door View / Slide Master en een vlotte bewerking. Oefen je timing met Slide Show / Rehearse Timings en print notitiepagina’s met je spreektekst.

Voor privacygevoelige instellingen of publieksdecks die je als link wilt delen zonder dat iemand de bron ziet, is CryptPad sterk. Je schrijft hiermee in Markdown, exporteert naar pptx of pdf en deelt via Share met leesrechten of een wachtwoord. Wissel je tussen platformen, bereid dan altijd een pdf-backup van je deck voor. Dat voorkomt compatibiliteitsproblemen met lettertypes of animaties op onbekende pc’s. In alle drie de routes houd je controle over timing, notities en distributie, zonder afhankelijk te zijn van Microsoft-ecosystemen. 

CryptPad: Veilig samenwerken

Als privacy belangrijk is, biedt CryptPad (www.cryptpad.fr) een volledige Office-achtige suite in de browser met docx-end-to-end-versleuteling. Maak in je CryptDrive een nieuw document, kies bijvoorbeeld Slides of Rich Text, en deel dat via de knoppen Share en Access. Je stelt per link of contact in of iemand mag kijken, presenteren of bewerken. Je kunt desgewenst een access-list of wachtwoord instellen.

Voor presentaties schrijf je in Markdown. Met Insert voeg je afbeeldingen uit je CryptDrive toe en met Present ga je fullscreen. Exporteren kan naar pptx, odp of pdf, zodat je decks ook zonder CryptPad te gebruiken zijn. Omdat alles client-side is versleuteld, zien zelfs servicebeheerders de inhoud niet. Zo kun je veilig samenwerken met collega’s of bekenden, zonder lokale software te installeren.

CryptPad is een vreemde, maar privacyvriendelijke eend in de bijt.
Notities en spreekteksten

Wil je tijdens een pitch je eigen aantekeningen zien, dan werkt dat in veel alternatieven net zo soepel. In WPS Slides klik je onderaan de slide in het notitiegebied om notities voor de spreker toe te voegen. Tijdens de presentatie open je met een klik rechts Speaker Notes, dat is je sprekersvenster dat het publiek niet ziet. Met Presentation / Print druk je notitiepagina’s af of exporteer je ze via Export to PDF.

In Zoho Show plaats je tekstkaders of slimme elementen voor steekwoorden en oefen je je timing door offline te presenteren. In WPS kun je bovendien je timing oefenen via Slide Show / Rehearse Timings en die tijden bewaren voor automatische weergave. Zo bouw je een beheersbare spreektekst, houd je de regie over tempo en zorg je dat je verhaal staat, ook zonder PowerPoint.

De PowerPoint-versie van WPS biedt veel extra’s, zoals het oefenen van je timing.

Tot slot

De kracht van minder bekende Office-alternatieven zit in keuzevrijheid. OnlyOffice levert een naadloze brug tussen lokaal werken en gecontroleerde samenwerking, bij voorkeur op je eigen Nextcloud. Zoho Writer en Show maken offline-productiviteit en documentautomatisering bereikbaar zonder IT-gedoe, terwijl WPS Office een snelle desktopervaring biedt met ingebouwde pdf-tools en cloudroaming. SoftMaker FreeOffice is de lichte klassieker die op vrijwel elke Windows-pc kan draaien, en CryptPad geeft je maximale privacy met docx-end-to-end-versleuteling. Door deze tools te combineren, bouw je een workflow die past bij je team, je data-eisen en je budget, zonder concessies te doen aan compatibiliteit of kwaliteit.