Skip to main content

Ontwikkeling straalt licht op zonne-energie die kunststoffen produceert

Plastic heeft de laatste tijd een slechte rage gekregen - het kost aardolie om het te produceren, de meeste soorten zijn notoir moeilijk te recyclen en het kan schadelijke chemicaliën zoals BPA uitlogen. Maar dat weerhoudt onderzoekers er niet van om plastic voorgoed te gebruiken - velen proberen goedkope, organische zonnecellen uit de substantie te maken. Nu, een team van onderzoekers van de Universiteit van Washington heeft een grote hindernis overwonnen om die plastic zonnecellen tot een realiteit te maken door een manier te creëren om plastic celstructuur op nano-niveau te bestuderen. De bevindingen van het team zouden het ontwikkelingsproces van plastic cellen aanzienlijk kunnen versnellen.

Plastic zonnecellen worden meestal gemaakt door twee materialen te combineren tot een dunne film en ze vervolgens samen te bakken. Terwijl de materialen bakken, beginnen zich kleine belletjes en kanalen te vormen die ongeveer 10.000 keer kleiner zijn dan de grootte van een mensenhaar. De structuur van de bubbels en kanalen heeft invloed op hoe effectief de cel licht omzet in elektriciteit. Maar tot nu toe hebben onderzoekers niet in staat geweest om de juiste materialen te combineren, de juiste hoeveelheid warmte toe te passen of de dunne film te bakken voor de juiste hoeveelheid tijd om een ​​efficiëntiedrempel van 10 procent te bereiken (de efficiëntie die nodig is om deze cellen daadwerkelijk te maken) goedkoop genoeg en efficiënt genoeg om in producten te implementeren).

Dat is waar David Ginger en zijn team onderzoekers bij komen: ze hebben een manier ontwikkeld om de vorming van bellen en kanalen waar te nemen, zodat wetenschappers meteen kunnen bepalen of de materialen waarmee ze werken ooit een efficiëntie van 10 procent zullen behalen. Het systeem is gebaseerd op een atoomkrachtmicroscoop die een naald gebruikt die lijkt op een sterk gekrompen platenspelernaald (ongeveer 10 tot 20 nanometer breed - een mensenhaar is ongeveer 60.000 nanometer breed). De punt van de naald is bedekt met platina of goud en deze loopt heen en weer over de zonnecel om de structuur van de bellen en kanalen die zich vormen te registreren. Door dit beeld te creëren, kunnen onderzoekers meer te weten komen over de optimale structuur voor een plastic zonnecel en welke materialen en omstandigheden het vereist om de cel te vormen.

Het kan nog een tijdje duren voordat plastic zonnecellen goedkoop en efficiënt genoeg zijn om daadwerkelijk te gebruiken. Maar onderzoekers beweren dat als de technologie eenmaal is geoptimaliseerd, de cellen in portemonnees of rugzakken kunnen worden geplaatst om kleine elektronische apparaten zoals mobiele telefoons en mp3-spelers op te laden en uiteindelijk een aanzienlijke hoeveelheid stroom aan het netwerk kunnen bijdragen. Misschien kunnen plastic cellen hun reputatie als omgevingsvloek enigszins verbeteren als de cellen bewijzen dat ze veel kracht kunnen genereren.

+ Universiteit van Washington

Hoofdfoto door Mary Levin voor de Universiteit van Washington