Professor Kees Hummelen | Velletjes zonnecellen uit de printer
Velletjes zonnecellen uit de printer

Velletjes zonnecellen uit de printer

Tussen dubbele ramen, in muren, op daken, in tegels, op auto’s, op je rugtas, je fiets. Zonnepanelen zijn straks alom aanwezig. Niet in de vorm zoals we ze nu kennen. Nee. Flinterdunne velletjes rollen uit de printer. Stickers misschien wel, die overal op te plakken zijn. Je telefoon laad je er mee op tijdens het wandelen.

Professor Kees Hummelen werkt dagelijks aan het realiseren van die droom. Vijf onderzoeksgroepen aan de Rijksuniversiteit Groningen boeken elk jaar goede vooruitgang onder zijn leiding. De overtuiging dat we straks met zijn allen veel meer gebruik maken van de energie van de zon, neemt toe. Het is de duurzame stroom die de wereld zo hard nodig heeft.

,,Zonnecellen worden nu vooral van silicium gemaakt. Wij bouwen ze van organische of hybride stoffen. Dat heeft grote voordelen. De cellen kunnen semi-transparant, flexibel en duizend keer zo dun zijn. Ze zijn ook duurzamer te produceren en vrij gemakkelijk op grote schaal. En in principe in elke kleur.’’

Hummelen en zijn onderzoekers ontvingen vijf jaar geleden een honorering van de stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM). De FOM-focusgroep die daarmee in het leven kon worden geroepen kan nog vijf jaar werken aan onderzoek naar de zonnecellen. De onderzoekers zijn voornamelijk afkomstig van het Zernike Institute for Advanced Materials en het Stratingh Instituut voor Chemie.

Alchemisten anno nu

Elk jaar wordt het rendement van deze Groningse cellen hoger. Elk jaar wil het team meer. Het doel is ze net zo goed te maken als de zonnecellen zoals we ze nu kennen. ,,We komen steeds dichterbij. Het is een puzzel waar we in Groningen met bijna dertig man aan werken.’’

Groningen is dé plek in Nederland waar dit gebeurt. De faam van het Zernike Institute for Advanced Materials reikt tot ver over de grenzen. Het instituut staat steevast hoog in de wereldranglijst van plekken waar het beste onderzoek naar materialen wordt verricht.  ,,Ja, als er ergens op Aarde een congres is, dan worden wij in ieder geval uitgenodigd.’’Eigenlijk zijn de onderzoekers alchemisten anno nu. Hun goud is een nieuw organisch of hybride materiaal dat als halfgeleider heel efficiënt zonne-energie kan omzetten in elektrische energie. Het zou een wereld aan mogelijkheden openen.

In Groningen gebeurt het

,,Chemie is een waanzinnig vak. Wij maken moleculaire en hybride materialen die nog nooit bestaan hebben. Die nieuwe moleculen kunnen we nieuwe dingen laten doen, ze nieuwe eigenschappen geven. Het is een kwestie van tijd voordat wij de gewenste nieuwe materialen in handen hebben. Het zou de wereld van zonnecellen op zijn kop zetten. Maar misschien kan er nog wel veel meer mee. Betere LEDs, organische elektronica, zeg het maar.’’

Een handboek ontbreekt, dit is nog nooit gedaan, dat is fundamenteel wetenschappelijk onderzoek. In de wereld heerst hier en daar scepsis of het gaat lukken. Die wereld luistert en kijkt mee vol aandacht. Materiaalonderzoekers in Groningen worden altijd serieus genomen.

De Focusgroep is intussen ook bezig met een derde generatie zonnepaneel. ,,Het is ons gelukt om de lichtdeeltjes van minder energie in het spectrum van zonne-energie om te naar lichtdeeltjes van meer energie . We laten het licht via speciale nanodeeltjes met antenne-moleculen van kleur veranderen. We kijken nu ook naar de mogelijkheden van het omgekeerde proces.  In de toekomst plak je een laag met onze zonnecellen op een bestaand zonnepaneel en schiet je rendement omhoog. Het komt er aan.’’

Over twintig jaar?

Hummelen en de zijnen werken aan de toekomst. Nu, dag in dag uit. Het is een puzzel waarvan de oplossing na jaren van onderzoek nog niet gevonden is. ,,We hebben al heel veel ontdekt. Het is soms frustrerend, maar we weten waar we het voor doen. Steeds meer stukjes van de puzzel vallen op hun plek.’’

Wanneer die toekomst nu is, weet niemand. Dat het komt, is zeker. ,,We gaan het nog meemaken, dat zonnecellen op allerlei plekken om ons heen zijn. Tien jaar, twintig? De energie van de zon is er. Het gaat erom daar beter gebruik van te maken. Wij zijn wetenschappers. Wij maken het mogelijk dat het gaat lukken. Voor ondernemers opent dat compleet nieuwe mogelijkheden.’’

Professor doctor Kees Hummelen is hoogleraar chemie van (bio)organische materialen aan de Rijksuniversiteit Groningen. Hij leidt de FOM-focusgroep die onderzoek doet naar organische zonnecellen met een hoger rendement. Het Stratingh Instituut voor Chemie en het Zernike Institute for Advanced Materials, beide onderdeel van de faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen aan de Rijksuniversiteit Groningen, leveren onderzoekers aan de focusgroep. Het Zernike Institute for Advanced Materials staat steevast in de top 10 van beste onderzoeksinstituten wereldwijd op dit gebied.