Wat als je kleren energie kunnen opwekken of je auto zichzelf oplaadt in de zon?

Rijd 50 km extra met nieuwe zonnecellen, of laat die drone nog even doorvliegen

Je bent te laat. De kinderen moeten nog opgehaald worden van school, en oh ja, de melk die je gisteren bent vergeten te kopen. In haast spring je in de auto. Maar helaas, de benzine is op. Alleen deze keer geen paniek. In plaats van te vloeken, glimlach je. Je schakelt je auto over op "zonnemodus" en gebruikt die 50 kilometer extra die je hebt gespaard voor noodgevallen. Dit klinkt misschien als toekomstmuziek, maar het is dichterbij dan je denkt.

Wat houdt ons tegen?

Flexibele zonnecellen klinken als de perfecte oplossing, maar waarom zien we ze nog niet overal? Een van de grootste uitdagingen is de huidige technologische limiet. Hoewel een zonnepaneel op een auto de batterij gedeeltelijk kan opladen, is het momenteel niet mogelijk om genoeg energie op te wekken voor volledige autonomie. Dit komt door de beperkte oppervlakte en het relatief lage rendement van flexibele zonnepanelen in vergelijking met vaste panelen. Daarnaast zijn de kosten en het productieproces nog niet volledig geoptimaliseerd voor grootschalige toepassingen. Maar de toekomst is veelbelovend, met steeds efficiëntere materialen en technieken.

Een revolutie in zonne-energie

De sleutel ligt in de ontwikkeling van flexibele, lichte zonnepanelen die niet zwaar en onhandig zijn, zoals de panelen die je nu op daken ziet. Onderzoekers van UHasselt, imec, Luxemburg en Corning hebben onlangs een doorbraak bereikt. Deze nieuwe technologie maakt zonnepanelen niet alleen lichter, maar ook veel flexibeler, zodat ze kunnen worden toegepast op voertuigen, drones, gebouwen en zelfs kleding.

Hoe werkt het?

Hoe zien deze flexibele zonnecellen eruit, en wat maakt ze zo bijzonder? Een flexibele zonnecel bestaat uit meerdere lagen die samenwerken om licht om te zetten in elektriciteit, terwijl ze flexibel blijven. Dit vraagt om materialen die dun, licht en duurzaam zijn, zonder in te leveren op prestaties. Hier zijn de belangrijkste elementen:

1. De substraatlaag

Deze zonnecellen worden gemaakt op Corning Willow Glass, een speciaal soort glas dat net zo dun en flexibel is als twee velletjes papier. Het kan buigen zonder te breken en is perfect voor toepassingen waarbij gewicht en flexibiliteit cruciaal zijn. Denk aan elektrische voertuigen, draagbare apparaten of zelfs toepassingen in de ruimte. Willow Glass kan extreme omstandigheden aan, zoals hitte, kou of trillingen, en biedt een ideale basis voor geavanceerde zonnecellen.

2. De actieve laag

De actieve laag van deze zonnecellen bestaat uit een CIGS-samenstelling – koper, indium, gallium, selenium en zwavel. Het productieproces lijkt op het bereiden van een complex recept: de juiste hoeveelheden van elk ingrediënt moeten bij de juiste temperatuur worden gecombineerd. Het proces vereist precisie en wordt uitgevoerd bij temperaturen rond de 500°C. Innovatieve technieken maken het mogelijk om dit proces consistent en kostenefficiënt op grote schaal toe te passen, een belangrijke stap richting commercialisatie.

3. De assistlaag

De assistlaag, ontwikkeld door onderzoekers in Luxemburg, is een duurzame coating van indium en zwavel (InS). Deze laag wordt met uiterste precisie aangebracht, vergelijkbaar met het toevoegen van een saus aan een gerecht. Het resultaat is een consistente en hoogwaardige afwerking die de prestaties van de zonnecellen aanzienlijk verbetert.

Toepassingen en toekomstperspectieven

De flexibiliteit van deze zonnecellen opent de deur naar talloze toepassingen. Ze kunnen worden geïntegreerd in voertuigen, waardoor deze zichzelf opladen tijdens beweging of wanneer ze geparkeerd staan. Stel je een elektrische auto voor die dankzij geïntegreerde zonnepanelen een extra bereik van 50 kilometer krijgt – simpelweg door zonlicht te absorberen.

Daarnaast zijn er toepassingen in drones, draagbare elektronica, en zelfs in de ruimte. Denk aan lichtgewicht zonnecellen op satellieten of flexibele panelen die bestand zijn tegen extreme omstandigheden.

De weg vooruit

De ontwikkeling van deze flexibele zonnecellen markeert het begin van een bredere transformatie in de manier waarop we energie opwekken en gebruiken. Deze technologieën leggen de basis voor een duurzamere toekomst, waarin zonne-energie een integraal onderdeel is van ons dagelijks leven. Van auto's en gebouwen tot ruimtevaart en draagbare apparaten – de mogelijkheden zijn eindeloos.