Door Jean Manca

Zonne-energie is de meest universele energiebron om op een duurzame wijze in te staan voor een substantieel deel van de energiebehoefte van de toekomst. In het gebied van 'propere' en hernieuwbare energiebronnen nemen fotovoltaïsche zonnecellen dan ook een prominente plaats in. De fotovoltaïsche sector is tijdens het afgelopen decennium gegroeid met jaarlijkse groeicijfers van bijna 40%, met een huidige omzet van meer dan 10 miljard Euro. Er wordt verwacht dat in de komende 1 tot 2 decennia de groeicijfers minstens 25%/jaar zullen blijven, waardoor de zonnecel-industrie binnen 15-20 jaar een van de grootste industriële sectoren zal zijn.

De huidige commercieel verkrijgbare zonnecellen zijn gebaseerd op klassieke anorganische halfgeleiders zoals silicium. Recente ontwikkelingen op het gebied van zonnecellen situeren zich hoofdzakelijk rond het verhogen van de efficiëntie en rond goedkopere productietechnieken om voldoende concurrentieel te zijn met klassieke energieopwekking. Enkel op deze manier kunnen zonnecellen op een economische verantwoorde manier op grote schaal geïntroduceerd worden en op die manier bijdragen tot de reductie van CO2-emissies zoals o.a. gestipuleerd door het Kyoto-verdrag. In technologische termen vertaalt zich dit in de nood aan nieuwe halfgeleiders, die in dunne film, goedkoop op grote oppervlakken kunnen worden aangebracht. Het gebruik van nanotechnologie biedt hiervoor tal van creatieve mogelijkheden. Recente ontwikkelingen in het gebruik van nanotechnologie voor energie-conversie hebben geleid tot nieuwe veelbelovende materialen, productie-technieken en concepten. Nieuwe materialen zijn bijvoorbeeld halfgeleidende plastics, nanodeeltjes en koolstof voetballen (bucky balls). Deze materialen kunnen aangebracht worden met eenvoudige technieken zoals zeefdruk en spray-coating (?zonnecellen uit een spuitbus?). Voor nieuwe zonnecel-concepten maakt men bijvoorbeeld gebruik van gestapelde zonnecellen (=tandem-zonnecellen) of haalt men inspiratie uit de natuur (=artificiële fotosynthese). De nieuwe generatie zonnecellen zijn bovendien flinterdun (typisch 100 nanometer = 1/1000 dikte van een haar), plooibaar en goedkoop.

Nanotechnologie en zonne-energie : ze gaan een zonnige toekomst tegemoet.

Prof.dr. Jean Manca is hoogleraar fysica en Decaan van de Faculteit Wetenschappen aan de Universiteit Hasselt. Hij is groepsleider van de onderzoeksgroep 'Organic& Nanostructured Electronic Materials' van het Instituut voor Materiaalonderzoek en van het geassocieerd labo IMEC-IMOMEC. Zijn onderzoeksgroep neemt deel aan tal van nationale en internationale onderzoeksprojecten rond nieuwe generatie zonnecellen.