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.

Je sluit je nieuwe monitor aan, de pc start op, maar de prestaties in zware programma's en games vallen vies tegen. In dit artikel ontdek je waarom de aansluiting op je moederbord de grafische kracht van je computer negeert en hoe je dat direct oplost voor maximale rekenkracht.

Het is een klassieke fout bij het opbouwen van een werkplek: de videokabel in het eerste gat steken dat je tegenkomt aan de achterzijde van je computerkast. Vaak belandt de kabel dan in een van de poorten van het moederbord, terwijl de krachtige videokaart een verdieping lager ongebruikt blijft. Dit misverstand ontstaat omdat beide aansluitingen identiek ogen, maar de interne route die de data aflegt verschilt als dag en nacht. Daarom leggen we je uit hoe je het volledige potentieel van je hardware benut en waarom die extra investering in je grafische kaart anders weggegooid geld is.

De interne omweg via de processor

Als je de HDMI- of DisplayPort-kabel in het moederbord plugt, dwing je de computer om de geïntegreerde grafische chip van de processor te gebruiken (mits die is ingeschakeld via het BIOS). Wij hebben dat uiteraard nog even getest en merkten dat alles inderdaad veel minder soepel aanvoelt zodra de processor deze dubbelrol moet vervullen. In plaats van dat de data direct naar de gespecialiseerde kernen van de videokaart gaat, moet de processor nu zowel de algemene berekeningen als de visuele output verwerken.

Dat veroorzaakt een een hoop warmte in de behuizing en de ventilatoren van de CPU beginnen sneller te loeien om de extra last op te vangen. Het is al met al een onhandige route waarbij de dure videokaart onderin je kast simpelweg geen signaal doorgeeft aan je scherm.

©stas_malyarevsky

Aansluiting heeft wel degelijk een functie

Er zijn echter specifieke scenario's waarin deze aansluiting juist je beste vriend is, bijvoorbeeld tijdens het stellen van een diagnose als er iets opeens niet werkt. Als je pc bijvoorbeeld geen beeld geeft via de videokaart, is inpluggen op het moederbord de enige manier om te controleren of de rest van je systeem nog wel functioneert.

Ook voor een eenvoudige kantoormonitor, die alleen wordt gebruikt voor tekstverwerking en e-mail, volstaat de interne chip van de processor en is een dedicated videokaart niet eens nodig. Deze route bespaart energie en houdt de pc stiller, omdat de zware videokaart (als die er is) in een diepe slaapstand kan blijven. Voor een secundair scherm waarop je alleen statische informatie zoals een chatvenster of Spotify in beeld hebt, kan deze configuratie zelfs een slimme manier zijn om de hoofdvideokaart te ontlasten van onnodige basistaken.

Verlies grafische rekenkracht

Zodra je echter een zware taak start, zoals videobewerking of een moderne game, loopt de pc direct tegen een muur aan. De geïntegreerde graphics hebben namelijk geen eigen snel geheugen en snoepen zodoende rekenkracht van het werkgeheugen van je systeem. Je merkt dat aan haperende beelden, een lage framerate en textures die traag laden.

Zo kan het gebeuren dat een krachtige gaming-pc, die normaal gesproken honderd frames per seconde (100 fps) haalt, via de moederbordaansluiting terugvalt naar een onwerkbare diavoorstelling van minder dan 10 fps. De hardware is aanwezig, maar de snelweg naar het scherm is afgesloten, waardoor je in feite maar een fractie van de capaciteit krijgt waarvoor je hebt betaald.

Zo vind je de juiste poort

Kijk eens goed naar de achterkant van je computerkast om te bepalen of je de volle snelheid benut. De aansluitingen van het moederbord staan altijd verticaal in een blok met andere poorten, zoals usb en ethernet. De aansluitingen van de videokaart zitten een stuk lager en staan horizontaal in een aparte sleuf. Zit je kabel in het bovenste blok, dan werk je op de 'reservemotor'.

Verplaats de kabel naar de horizontale poorten onderaan en je zult direct horen dat de pc anders reageert bij het opstarten. Soms moet je na deze wissel de pc even herstarten, zodat de drivers de nieuwe configuratie herkennen en de resolutie optimaal kunnen instellen voor jouw specifieke beeldscherm.

Klaar voor optimale prestaties?

Het aansluiten van een monitor op het moederbord in plaats van de videokaart zorgt ervoor dat de grafische rekenkracht van de pc onbenut blijft omdat het systeem terugvalt op de beperkte interne chip van de processor. Dat leidt tot een drastische afname in prestaties bij games en zware software, aangezien de gespecialiseerde hardware van de videokaart volledig wordt gepasseerd. Voor een optimale ervaring moet je de monitor altijd in de horizontale poorten van de videokaart prikken. Alleen in noodgevallen of bij eenvoudiger kantoortaken is de moederbordaansluiting een bruikbaar alternatief.

Nu de presentatie van de nieuwe Samsung Galaxy-topreeks nadert, draait de geruchtenmolen op volle toeren. Terwijl de techwereld uitkijkt naar de officiële onthulling op 25 februari, rijst de vraag hoe jij deze smartphone als eerste in huis haalt zonder meteen de hoofdprijs te betalen. Bij Belsimpel staat de deur al op een kier voor vroege vogels die willen profiteren van scherpe kortingen.

Partnerbijdrage - in samenwerking met Belsimpel

Het mag geen verrassing zijn dat Samsung dit jaar vol inzet op wat zij noemen 'een nieuw tijdperk voor AI', waarbij de hardware volledig in dienst staat van slimme software. Of je nu razendsnel tekst wilt vertalen of je foto’s naar een professioneel niveau wilt tillen zonder ingewikkelde bewerkingsprogramma’s, de nieuwe generatie toestellen is ontworpen om dit soort processen vloeiender dan ooit te laten verlopen. De relevantie van deze upgrade zit 'm vooral in de naadloze integratie van AI in je dagelijkse handelingen, waardoor je telefoon proactief met je meedenkt in plaats van alleen commando's uitvoert.

Haal deze nieuwe Galaxy S via Belsimpel als eerste in huis!

©Samsung

Krachtige techniek onder de motorkap

Achter de vertrouwde schermen schuilt een flinke dosis nieuwe rekenkracht. Voor de Europese markt wijzen alle signalen op het gebruik van de eigen Exynos 2600-chip, die qua prestaties niet onderdoet voor de krachtigste processors van de concurrentie. In de praktijk betekent dit dat apps sneller opstarten en zware taken, zoals het renderen van video’s of intensief gamen, moeiteloos worden afgehandeld.

Het meest opvallende aan de nieuwe Ultra-variant is de mogelijke overstap naar de Snapdragon 8 Elite Gen 5, die met een indrukwekkende kloksnelheid van 4,74 GHz de absolute top van de markt opzoekt. Gecombineerd met een standaard opslagcapaciteit die is verdubbeld naar 256 GB heb je direct genoeg ruimte voor al je media en applicaties zonder dat je je zorgen hoeft te maken over een volgelopen geheugen.

Visuele beleving voor elk moment

De visuele ervaring blijft een speerpunt met drie verschillende schermformaten die variëren van handzaam tot gewoon lekker groot. Of je nu kiest voor de reguliere 6,3-inch variant of het indrukwekkende 6,9-inch scherm van de Ultra, de variabele verversingssnelheid zorgt ervoor dat animaties altijd vloeiend ogen terwijl de batterij wordt gespaard tijdens het lezen van tekst.

Voor de fotografieliefhebber brengt de nieuwe generatie verbeterde camerasoftware, die ruis minimaliseert en details verscherpt, zelfs als de lichtomstandigheden verre van ideaal zijn. Met de mogelijkheid om video's in 8K-resolutie op te nemen, leg je herinneringen vast in een kwaliteit die nog wel even mee kan.

©Samsung

Direct profiteren van persoonlijke voordelen

Het omarmen van al deze nieuwe technologie hoeft niet ingewikkeld te zijn. Belsimpel maakt de overstap extra aantrekkelijk door een systeem van persoonlijke kortingscodes aan te bieden aan iedereen die zich vooraf inschrijft. Hierdoor combineer je het voordeel van de nieuwste hardware met een direct financieel extraatje.

Wanneer je je aanmeldt bij Belsimpel , ontvang je niet alleen toegang tot exclusieve prijzen, maar profiteer je ook van 200 euro opslagvoordeel en een cashback van 30 euro. De ideale manier om direct bij release de beste deal te bemachtigen voor jouw nieuwe dagelijkse compagnon.

Jouw weg naar de nieuwe Galaxy

De officiële onthulling vindt plaats op 25 februari om 19.00 uur Nederlandse tijd. Je kunt dit evenement live volgen via de kanalen van Belsimpel, waarbij je ook nog eens kans maakt om een van de nieuwe toestellen te winnen. Door je nu alvast in te schrijven via de actiepagina van Belsimpel, verzeker je jezelf van de hoogste korting en ben je als een van de eersten op de hoogte van alle officiële specificaties.

De opvolgers van de Samsung Galaxy S25-serie bieden met de Exynos 2600-chip en uitgebreide AI-functies een krachtige upgrade voor elke gebruiker. Dankzij een verdubbelde standaardopslag van 256 GB en geavanceerde camera-opties met 8K-video is het toestel volledig voorbereid op de toekomst. Door je vooraf in te schrijven bij Belsimpel, profiteer je van exclusieve kortingen tot wel 230 euro! Het Galaxy Unpacked-evenement op 25 februari markeert het officiële startpunt van dit nieuwe AI-tijdperk.