Zonnepanelen in het scherm van je smartphone?

“Voor niets gaat de zon op”. Als er iets is waar je altijd op kunt rekenen, is het dat wel. Ook al verschuilt zij zich soms achter de wolken, we kunnen erop vertrouwen dat ze er is. En dat elke dag weer. Dit maakt het ook een populaire, duurzame energiebron waar veel op wordt ingezet.

Toch blijft het jammer dat zonnepanelen donker van kleur zijn. Maar een nieuwe techniek maakt doorzichtige zonnepanelen mogelijk. En dat betekent dat ergens in de (niet zo verre) toekomst onze ramen, maar ook bijvoorbeeld autoruiten en zelfs de schermen van onze telefoons als zonnepanelen kunnen fungeren.

De klimaatdoelstellingen

In het klimaatakkoord van Parijs spraken 195 landen, inclusief Nederland, af om in 2050 de stijging van de gemiddelde wereldtemperatuur te beperken tot 1,5 – 2 graden Celsius. Om deze doelstelling te halen, is de overgang van fossiele brandstoffen naar duurzame bronnen (zoals zon-, water- en windenergie) cruciaal.

Zonne-energie gooit daarin hoge ogen, aangezien het de meest betrouwbare en overvloedige energiebron op aarde is. En ondanks dat zonnepanelen de afgelopen decennia goedkoper, efficiënter én milieuvriendelijker zijn geworden, is er één nadeel: ze zijn ondoorzichtig. Daardoor gebruiken we ze niet op grote schaal. Ze worden eigenlijk enkel op daken geplaatst of in afgelegen zonneparken neergezet.

Maar wat nou als de volgende generatie zonnepanelen kan worden geïntegreerd in ramen, gebouwen of zelfs de schermen van onze mobiele telefoons?

Dat is door de inspanningen van professor Joondong Kim – verbonden aan de afdeling Elektrotechniek aan de Incheon National University in Korea – een stapje dichterbij de realiteit gekomen.

Doorzichtige zonnepanelen

In een recente studie gepubliceerd in Journal of Power Sources, beschrijven Kim en zijn collega’s hun nieuwste uitvinding: een volledig transparante zonnecel.

In hun onderzoek keken zij naar twee potentiële halfgeleidermaterialen. De eerste is titaniumdioxide (TiO2). Dit is een bekende halfgeleider, die al veel wordt gebruikt om zonnecellen te maken. Naast zijn uitstekende elektrische eigenschappen is TiO2 ook een milieuvriendelijk en niet-giftig materiaal. Het materiaal absorbeert UV-licht en laat het grootste deel van het zichtbare lichtbereik door.

Het tweede materiaal dat zij onderzochten, was nikkeloxide (NiO). Deze halfgeleider staat bekend om zijn hoge optische transparantie. Omdat nikkel een van de meest overvloedige elementen op aarde is en het gemakkelijk kan worden vervaardigd bij lage temperaturen, is NiO ook een geweldig materiaal om milieuvriendelijke cellen van te maken.

Een heldere toekomstblik

De door de onderzoekers vervaardigde zonnecel bestaat uit een glazen substraat en een metaaloxide-elektrode, waarop ze dunne laagjes van de halfgeleiders afzetten (eerst TiO2, daarna NiO). Daar bovenop kwam een laatste coating van zilveren nanodraden.

Ze hebben verschillende tests uitgevoerd (ze demonstreerden o.a. hoe hun apparaat een kleine motor kon aandrijven) en de bevindingen zijn bemoedigend. Zo is de prestatie van de cel redelijk goed. Zeker aangezien het zich slechts op een klein deel van het lichtspectrum richt. Ook het reactievermogen is zeer goed en bovendien werkt het bij weinig licht. Hoewel de ontwikkeling van doorzichtige zonnepanelen nog in de kinderschoenen staat, zijn de resultaten dus hoopvol en het biedt – best letterlijk in dit geval – een heldere blik op de toekomst van schone energie.

Bron: EurekAlert

Titelfoto door Sebastian Staines – Unsplash