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.

De aanschaf van een nieuwe camera is een spannend moment, maar het enorme aanbod maakt kiezen soms lastig. Ga je voor full-frame, veel megapixels of staat gebruiksgemak voorop? Wij helpen je door de specificaties heen te kijken. In dit artikel wijzen we je op de aandachtspunten voor jouw zoektocht, zodat je kunt investeren in apparatuur waar je jarenlang plezier van hebt.

Partnerbijdrage - in samenwerking met Kamera Express

De knoop is doorgehakt: je gaat een nieuwe camera kopen. Dat is een leuk vooruitzicht, maar zodra je het aanbod bekijkt, kan de keuzestress toeslaan. Er zijn immers talloze modellen, sensoren en systemen op de markt die allemaal om je aandacht vragen. Om te voorkomen dat je verdwaalt in de specificaties, is het slim om vooraf goed in kaart te brengen wat je precies zoekt. Het maken van de juiste keuze begint niet bij de hardware, maar bij jezelf.

Bepaal je doel en de gewenste beeldkwaliteit

De allerbelangrijkste vraag die je jezelf moet stellen is wat je precies wilt gaan vastleggen. Een straatfotograaf heeft natuurlijk hele andere eisen dan iemand die vogels in de vlucht wil fotograferen of studioportretten maakt. Je doel bepaalt dus voor een groot deel welk type sensor je nodig hebt.

De sensor is het hart van je camera en heeft veel invloed op de beeldkwaliteit en prestaties bij weinig licht. Full-frame sensoren zijn fantastisch in donkere omstandigheden en bieden een prachtige scherptediepte, maar zijn vaak prijziger en zwaarder. Crop-sensoren zijn daarentegen compacter en vergroten het bereik van je lens, wat weer handig is voor natuurfotografie.

Kijk daarnaast kritisch naar de resolutie. Megapixels zijn belangrijk als je foto's op groot formaat wilt afdrukken of achteraf veel wilt bijsnijden, maar voor online gebruik volstaat een lagere resolutie vaak prima.

Het totale kostenplaatje

Bij de aanschaf van fotoapparatuur kijken mensen vaak alleen naar de prijs van de camera zelf, de zogenoemde body. Het is echter verstandiger om naar het totaalplaatje te kijken. Voor een beginnende fotograaf biedt een instapmodel vaak al meer dan genoeg functionaliteit, terwijl een gevorderde gebruiker misschien specifieke wensen en eisen heeft die een duurder model rechtvaardigen.

Vergeet daarom niet dat je budget ook ruimte moet overlaten voor accessoires. Lenzen zijn vaak bepalender voor de kwaliteit van je foto dan de camera zelf. Daarnaast heb je snelle geheugenkaarten, reservebatterijen en een goede tas nodig. Reken je rijk door het complete pakket in te schatten, zodat je niet voor verrassingen komt te staan.

Ergonomie en bedieningsgemak

Specificaties op papier zeggen niets over hoe een camera in de hand ligt. Het gebruikscomfort is misschien wel de meest onderschatte factor bij een aankoop. Een camera moet goed aanvoelen, niet te zwaar zijn als je er de hele dag mee op pad gaat, en een logische knoppenindeling hebben.

Voor beginners kan het heel prettig zijn als een camera beschikt over goede automatische functies, zoals oog-autofocus en gezichtsherkenning, zodat je direct scherpe foto's maakt. Wil je juist groeien in je hobby? Dan is het belangrijk dat de camera voldoende fysieke knoppen heeft om instellingen als sluitertijd en diafragma handmatig en snel aan te passen, zonder dat je eerst diep in een menu moet duiken.

©Niks Ads

Denk aan de toekomst en test het zelf

Een camera is zelden een losstaande aankoop; je koopt je in in een systeem. Controleer daarom altijd de uitbreidingsmogelijkheden. Heeft het merk dat je op het oog hebt voldoende lenzen beschikbaar die passen bij jouw ambities? Misschien wil je in de toekomst wel investeren in een reportageflitser of specifieke macro-lenzen.

Door te kiezen voor een systeem met voldoende compatibele accessoires, voorkom je dat je over een paar jaar alles moet vervangen. De beste manier om hier zeker van te zijn, is door het zelf te ervaren. Reviews lezen en specificaties vergelijken op de website van Kamera Express is een goed startpunt, maar stap vooral ook een winkel binnen. Door verschillende modellen vast te houden en advies te vragen aan specialisten, merk je direct welk model voor jou de juiste 'klik' heeft.

Bij ID.nl zijn we dol op kwaliteitsproducten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt. Een paar keer per week speuren we binnen een bepaald thema naar zulke deals. Gek op Italiaans eten? Kijk dan eens naar een pizzarette: een elektrische tafeloven waarbij iedereen aan tafel zijn eigen mini-pizza's kan beleggen en bakken. Wij vonden er vijf voor je.

Een pizzarette is een elektrische tafeloven met een terracotta koepel, vergelijkbaar met gourmetten. Iedereen aan tafel belegt zijn eigen mini-pizza en schuift deze via openingen in de oven. Binnen enkele minuten heb je een versgebakken, krokante pizza. Het is een gezellige, sociale manier om samen te eten. Wij vonden vijf mooie modellen voor een gezellige avond voor minder dan 100 euro.

Emerio PO‑115848 Pizzarette

Dit model van Emerio is geschikt voor zes personen maar heeft een iets ander ontwerp. De terracottadom is gecombineerd met een stevige kunststof basis met antislipvoetjes. Het apparaat gebruikt ongeveer 1200 watt, wat betekent dat de pizzarette snel op temperatuur komt. De bakplaat is voorzien van een antiaanbaklaag waardoor deeg niet blijft plakken en je weinig tot geen olie nodig hebt. Je kunt de pizzarette niet alleen voor pizza gebruiken; met de zes bijgeleverde spatels maak je ook minipannenkoekjes of wraps. Bovenop de dom bevinden zich kleine openingen zodat stoom kan ontsnappen, wat een knapperige korst bevordert. Een controlelampje laat zien wanneer de oven klaar is voor gebruik.

Review.nlis hét testpanel-platform van Kieskeurig.nl waar je als consument de unieke kans krijgt om de nieuwste producten, zoals elektronica en huishoudelijke apparaten, uitgebreid thuis te proberen. Het concept is eenvoudig: je meldt je aan voor specifieke testacties die jou aanspreken. Word je geselecteerd, dan ontvang je het product om het enkele weken in je eigen omgeving te gebruiken.

In ruil voor deze ervaring deel je jouw ongezouten, eerlijke mening in een review om andere kopers te helpen. Na de testperiode is het zelfs soms mogelijk om het product met een mooie korting over te nemen.

Ariete 919 pizzaoven

Wat deze pizzarette uniek maakt, is de speciale 'Pre-Bake' functie op de platte bovenkant van de handgemaakte terracotta koepel. Hiermee bak je het deeg kort voor voordat je het belegt, wat garandeert dat je pizza’s een perfecte, krokante bodem krijgen en niet zompig worden door de tomatensaus. De poreuze terracotta koepel absorbeert bovendien vocht tijdens het bakken, wat bijdraagt aan die authentieke steenoven-smaak. Dankzij het krachtige vermogen van 1500 Watt zijn de creaties in slechts enkele minuten gaar en knapperig. De set is compleet uitgevoerd met acht geïsoleerde bakspatels en een handige deeguitsteker, zodat je direct aan de slag kunt. Of het nu voor een kinderfeestje is of een uitgebreid diner, met deze Emerio Pizzarette wordt samen eten een culinair feestje zonder gedoe.

Emerio PO‑115985 Pizzarette

Voor kleinere gezelschappen is er de Emerio PO‑115985. Deze compacte pizzarette is ontworpen voor vier personen en heeft een vermogen van 900 watt. Net als bij de andere modellen zorgt een terracottadom voor een gelijkmatige warmteverdeling. De bakplaat is voorzien van een antiaanbaklaag waardoor je deeg of andere ingrediënten eenvoudig omdraait. Het apparaat wordt geleverd met vier hittebestendige spatels en heeft ventilatieopeningen om overtollige stoom af te voeren. Met dit toestel bak je niet alleen pizza’s; je kunt er ook kleine broodjes of taartjes mee maken. Doordat het model compacter is, neemt het minder ruimte in op tafel.

Tristar PZ‑9160 Pizza Festa Gourmet

De Tristar PZ‑9160 onderscheidt zich doordat hij drie functies combineert: pizza’s bakken, raclette en gourmetten. Dit tafeltoestel van 1800 watt heeft een grote ronde bakplaat waarboven je een terracottadom plaatst voor pizza’s. Onder dezelfde kap kun je ook kleine pannetjes gebruiken voor kaas of vlees; ze zijn voorzien van een antiaanbaklaag en worden verlicht door een indicatielampje. De temperatuur stel je handmatig in via een draaiknop en een controlelampje geeft aan wanneer het toestel warm is. De set wordt geleverd met zes spatels, zodat je met zes personen kunt koken. Dankzij de antislipvoetjes blijft de unit stabiel op tafel. De PZ‑9160 is sinds 2021 verkrijgbaar.

Emerio Pizzarette PO‑1158471

De Emerio PO‑1158471 is de vierpersoonsversie van de bekende pizzarette. Dit apparaat verbruikt ongeveer 1100 watt en heeft een keramische bakplaat met een antiaanbaklaag, zodat pizza’s niet vastplakken. De terracottadom zorgt voor een gelijkmatige warmte en een knapperige korst. Openingen aan de bovenkant laten stoom ontsnappen en voorkomen dat de pizza te vochtig wordt. Bij de set krijg je vier spatels met geïsoleerde handvatten. Omdat dit model kleiner is, neemt het niet veel plaats in op tafel en is het ook geschikt voor kleinere huishoudens. De pizzarette is geschikt voor gebruik met kant‑en‑klare pizzabodems of zelfgemaakt deeg.