TUE Matrix - Technische Universiteit Eindhoven

Foto: Bart van Overbeeke
Een tandemcel haalt
meer uit de zon
Plastic zonnecellen hebben normaal
slechts één actieve laag die het zonlicht
absorbeert. Wil je alle kleuren licht optimaal
benutten, dan is één laag echter niet
voldoende. Zonlicht bevat alle kleuren
van de regenboog, elk gekarakteriseerd
door een specifieke golflengte van grofweg
400 tot 2500 nanometer. Eigenlijk
wil je al dit licht benutten in de zonnecel,
maar dan stuit je op een probleem: de
spanning over de zonnecel wordt beperkt
door de energie van het geabsorbeerde
licht met de langste golflengte. Hoe meer
je van het rode en infrarode deel van het
spectrum wilt meepakken, hoe lager die
spanning wordt. En omdat het vermogen
van de zonnecel evenredig is met de
spanning, heeft dat ongunstige effecten
voor het rendement van de cel. Toch is
er een manier om het vermogen te maximaliseren.
Promovendus Jan Gilot van de
faculteit Scheikundige Technologie plakte
verschillende plastics op elkaar en wist
zo het rendement flink op te krikken. Een
betrekkelijk simpel idee, maar nog niet zo
gemakkelijk gerealiseerd. Je moet de twee
(of meer) zonnecellen namelijk via een
speciale tussenlaag met elkaar verbinden.
Gilot gebruikte als verbindingslaag een
laagje nanodeeltjes van zinkoxide met
hierop aangebracht een flinterdun laagje
plastic (enkele tientallen nanometers). De
nanodeeltjes zijn in staat elektronen te
transporteren, terwijl de plasticlaag ‘gaten’(positief
geladen gebiedjes waar een
elektron ontbreekt) collecteert. Samen
zorgen ze voor een gesloten stroomkring.
De volgende stap was om eens te kijken
naar twee verschillende plastics die elkaar
goed aanvullen. Om vervolgens de juiste
verhouding tussen de diktes van deze
lagen te bepalen. Daarvoor stelde Gilot
een model op met een verrassend resultaat
tot gevolg: men dacht altijd dat bij de
optimale laagdikte de cellen elk dezelfde
stroom leveren. Maar uit het model van
Gilot bleek dat niet zo te zijn. Je kunt het
zo ontwerpen dat de laag die de meeste
stroom genereert, de andere als het ware
helpt.
Foto: Bart van Overbeeke
De atmosfeer
steeds beter
in beeld
De aswolk boven de IJslandse vulkaan volgen
of de luchtkwaliteit bij Beijing voor en tijdens
de Olympische Spelen onderzoeken. Het is
allemaal mogelijk dankzij OMI, het Ozone
Monitoring Instrument. Prof.dr. Pieternel
Levelt, deeltijdhoogleraar aan de TU/e, leidt
bij het KNMI het internationale onderzoeksteam
dat er de atmosfeer mee bestudeert.
De langgekoesterde wens van wetenschappers
om in een etmaal de hele atmosfeer te
kunnen bestuderen, ging in 2004 in vervulling
met de lancering van OMI - het instrument
waarmee wetenschappelijk onderzoek wordt
gedaan naar de ozonlaag, luchtkwaliteit en
het klimaat. Het instrument van Nederlands/
Finse makelij bevindt zich aan boord van
de satelliet EOS-Aura van de Amerikaanse
ruimtevaartorganisatie NASA. Levelt en het
team van ongeveer zeventig Amerikaanse en
Europese wetenschappers waaraan ze als
principal investigator leiding geeft, stellen
onderzoeksvragen op en verzamelen en analyseren
de data. OMI heeft al vaak zijn dienst
bewezen. De toepassingen zijn legio. Zo is
aangetoond dat de maatregelen die voor de
Olympische Spelen in Beijing zijn getroffen
wel degelijk effect hadden. De hoeveelheid
stikstofdioxide bleek aanzienlijk verminderd.
Onlangs kon de aswolk bij de IJslandse vulkaan
goed worden gedetecteerd. Steeds beter
is ook te achterhalen wat de bron is van een
bepaalde stof in de atmosfeer. Verbranding
van biomassa kan bijvoorbeeld worden onderscheiden
van industriële verbranding.
M A T R i X / 3 / 2 0 1 0 2 3