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 plastic simkaart die we decennialang met een pinnetje uit onze telefoon peuterden, wordt steeds minder vanzelfsprekend: eSIM wint snel terrein (maar veel providers leveren nog altijd een fysieke simkaart als je dat wilt). Het belangrijkste verschil zit in de activering van je nummer en in hoe snel je kunt wisselen tussen toestellen of abonnementen.

Wat is eSIM precies?

Je kunt een eSIM het beste vergelijken met een programmeerbare chip die al in je telefoon zit. Waar een traditionele simkaart een fysieke sleutel is die je in een slot steekt, werkt eSIM als een slot dat je opent met een digitale code. In plaats van een kaartje te verwisselen, download je een profiel van je provider. Dat doe je meestal via de app van je provider of door een qr-code te scannen. In veel gevallen ben je binnen enkele minuten online, al kan de werkwijze per provider verschillen.

Providers in Nederland die eSIM ondersteunen

KPN, Odido en Vodafone ondersteunen eSIM al jaren, maar de fysieke simkaart is daar nog niet verdwenen. Vaak kun je bij het bestellen kiezen tussen eSIM en een plastic sim. Kies je voor eSIM, dan activeer je die meestal via de provider-app of met een qr-code/voucher.

Ook verschillende prijsvechters en virtuele providers bieden inmiddels eSIM aan, zoals Simyo, Youfone en Simpel. Hollandsnieuwe doet dit sinds november 2025 aan bestaande klanten; nog niet aan nieuwe klanten. Wil je zeker weten wat er kan, zoek dan op de site of in de app van je provider op eSIM. Je ziet dan snel wat de mogelijkheden zijn en of je bijvoorbeeld al kunt kiezen voor eSIM en of je nog zelf kunt kiezen tussen eSIM en een fysieke sim.

©hadrian - ifeelstock - stock.adobe.com

Toestellen die klaar zijn voor eSIM

De kans dat jouw telefoon eSIM ondersteunt, is het grootst bij modellen van de laatste jaren. Bij Apple kun je al sinds de iPhone XS (2018) eSIM gebruiken en Google Pixel-toestellen ondersteunen eSIM ook al een tijd. Bij sommige middenklassers van Xiaomi en Motorola is eSIM ook mogelijk. Tegelijk geldt: in het lagere segment is eSIM nog niet overal vanzelfsprekend, en bij telefoons van voor grofweg 2022 kom je het vaker niet tegen. Even checken in de specificaties (of in de instellingen bij 'simbeheer') voorkomt gedoe.

De voordelen van eSIM

Het grootste voordeel van eSIM is flexibiliteit, zeker als je reist. Ga je buiten de Europese Unie op vakantie, dan kun je vaak een reis-eSIM bundel kopen bij aanbieders zoals Airalo of Holafly en die direct downloaden. Je eigen nummer kun je intussen blijven gebruiken, bijvoorbeeld voor WhatsApp, terwijl je data via de reisbundel loopt.

Ook voor twee nummers op één telefoon is eSIM handig. Veel telefoons kunnen meerdere eSIM-profielen opslaan. Meestal kun je één of twee lijnen tegelijk actief houden (dat verschilt per model), maar het wisselen tussen werk en privé gaat in elk geval makkelijker dan met kaartjes.

De nadelen van eSIM

Esim maakt wisselen eenvoudiger, maar gaat niet altijd probleemloos. Het overzetten naar een nieuwe telefoon werkt vaak via de provider-app of via opnieuw activeren met een qr-code. Soms zit daar een extra beveiligingsstap tussen, of moet je eerst een nieuw profiel aanvragen. Dat kan betekenen dat je niet in één minuut klaar bent, zeker niet als je ook nummerbehoud of een overstapdatum hebt.

Er is nog een punt waar je pas aan denkt als het misgaat. Als je scherm kapot is, kun je niet altijd 'even' je simkaart in een andere telefoon stoppen om bereikbaar te blijven. Dan moet je eerst bij je provider inloggen om je eSIM-profiel op een ander toestel te activeren. Dat lukt meestal wel, maar het vraagt wél dat je toegang hebt tot je accounts.

Stappenplan: overstappen op eSIM

Begin met het simpelste: controleer of jouw telefoon eSIM ondersteunt. Dat doe je in de specificaties van het model of in de instellingen, waar je vaak 'mobiel netwerk' of 'simbeheer' vindt.

Houd je inloggegevens bij de hand. Bij eSIM draait alles om jouw account bij de provider: de app, je wachtwoord en soms een extra verificatie via sms of een authenticator. Zonder die toegang wordt activeren onnodig lastig.

Denk ook even aan die authenticator-apps. Als je bij een toestelwissel opnieuw moet inloggen en je 2FA zit op het oude toestel, kun je jezelf tijdelijk buitensluiten. Een back-up of overdracht van je authenticator scheelt stress op het moment dat je nummer net omschakelt.

Tot slot: zet je oude verbinding pas uit als je zeker weet dat de nieuwe werkt. Heb je nog een fysieke simkaart, laat die dan actief tot bellen, sms en data via de nieuwe activatie probleemloos lopen. Stap je over met nummerbehoud, dan  kan er bovendien een afgesproken omschakelmoment zijn waar je rekening mee moet houden.

Vanaf vandag biedt KLM tijdens diverse Europese vluchten gratis wifi aan voor Flying Blue-leden.

Dat kondigde het bedrijf gisteren aan. Ongeveer de helft van de Europese vluchten van de luchtvaartmaatschappij binnen Europa heeft vanaf vandaag gratis wifi. In de komende jaren moet er gratis, onbeperkt internet beschikbaar komen in alle A321neo's, E2 's en een deel van de B737-800's.

Internet tijdens KLM-vluchten was al een tijdlang beschikbaar, maar voorheen moesten passagiers een wifipas kopen om daar gebruik van te maken. Wifi is nu dus gratis in een gedeelte van de Europese vluchten, maar daar is wel een lidmaatschap op Flying Blue voor nodig. Dit lidmaatschap is echter geheel gratis af te sluiten.

Entertainment naar eigen invulling

Bij Europese vluchten zijn er geen entertainmentschermen aanwezig. Het is dan ook niet mogelijk om bijvoorbeeld films te bekijken via een scherm op de achterkant van passagiersstoelen. Dankzij de gratis wifi kunnen passagiers zichzelf toch vermaken tijdens vluchten. Zo kan men wifi gebruiken om op eigen apparaten (zoals laptops of smartphones) te e-mailen, internetten, muziek te luisteren, gamen of films te streamen.

"We luisteren goed naar wat onze passagiers belangrijk vinden en gratis internet stond al een tijdje op hun wensenlijst", zo stelt Stephanie Putzeist van de klantbeleving van KLM. "Met deze stap maken we de reis binnen Europa persoonlijker en comfortabeler: iedereen kan zijn vlucht op zijn eigen manier invullen en verbonden blijven. We zijn verheugd dat we dit nu voor onze passagiers mogelijk maken."