Levensduur organische zonnecellen verlengd

Organische zonnecellen zijn in principe de heilige graal van de fotovoltaïsche techniek. Ze zijn goedkoop, flexibel en kunnen een breed deel van het zonnespectrum absorberen. Het grote probleem waar de wetenschap echter tegenaan loopt, is de levensduur van de cellen. Het mengsel waar ze uit bestaan, heeft namelijk de neiging in verschillende stoffen uiteen te vallen. Onderzoekers aan de Belgische Hasselt Universiteit hebben echter een methode ontworpen om het materiaal te stabiliseren.

De methode verlengt de te verwachten levensduur met maar liefst een factor 10 zonder aan rendement in te boeten. De doorbraak plaveit de weg naar commercieel interessante organische zonnecellen met een levensduur van meer dan 5 jaar. Het rendement van de organische cel is sterk afhankelijk van de nano-structuur van de zogenaamde “actieve laag”, waarin het zonlicht wordt opgevangen en getransporteerd wordt naar de elektrode. Dergelijke cellen hebben al een rendement van 5%, maar de levensduur is veel en veel te kort. Om commercieel interessant te zijn, moet deze minimaal 5 jaar bedragen.

Het langzaam uiteenvallen (segregeren) van de actieve laag wordt toegeschreven aan de mobiliteit van de organische polymeer. Het IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre)-laboratorium heeft een methode ontwikkeld die de nanostructuur van deze polymeer stabiliseert. Tests hebben aangetoond dat na 100 uur continu gebruik er nog geen waarneembaar verval plaatsvond, waar dit bij conventionele organische cellen al na een aantal uren gebeurt. De cellen bereiken een rendement van zo’n 4%, wat niet vernieuwend is, maar gezien de huidige stand van zaken ook zeker niet gek is. Het onderzoek gaat voorlopig nog verder en zal zich met name richten op het verfijnen van de methode door de chemische structuur van het materiaal aan te passen.