Als Carl Leo naar de huizenrijen kijkt, is het eerste waar hij aan denkt potentieel. "Je moet op bijna elk dak zonne-energie hebben", zei hij. Maar de natuurkundeprofessor aan de Technische Universiteit Dresden weet ook hoe moeilijk het is.
Het dak heeft een curve of hoek en de ramen kunnen niet worden verborgen. ‘Dat maakt veel waardevolle ruimte onbruikbaar’, legt Leo uit, een van de toonaangevende wetenschappers op het gebied van zonneceltechnologie.
De regels voor het installeren van zonne-energie-installaties in nieuwe gebouwen in alle Duitse deelstaten worden nu in verschillende mate aangescherpt als gevolg van het plan van het land om tegen 2035 over te schakelen op groene stroom. De Duitse ‘hernieuwbare energiewet’ bepaalt dat de cumulatieve geïnstalleerde fotovoltaïsche capaciteit van Duitsland in 2030 bereiken 215 gigawatt. Daarom moet volgens het PV-strategisch plan van het federale ministerie van Economische Zaken de nieuwe PV-capaciteit worden verdrievoudigd van maar liefst 7 gigawatt in 2022 naar 22 gigawatt per jaar.
Om deze doelen te bereiken is meer ruimte nodig. Wetenschappers hebben een nieuw type zonnepaneel ontwikkeld dat dit probleem belooft op te lossen: organische zonnecellen. Dunne, buigbare organische zonnecellen zijn niet gemaakt van silicium maar van koolwaterstoffen. De mogelijkheden zijn eindeloos.
De statische eigenschappen van gebogen daken, carrosserieën en vliegtuigvleugels zijn nog niet geschikt voor de installatie van traditionele siliciumcomponenten. De nieuwe flexibele zonnecellen kunnen niet alleen op deze plekken worden toegepast, maar kunnen zelfs op glazen vliesgevels en ramen worden geïnstalleerd, omdat ze slechts een deel van het zichtbare licht absorberen.
Het lage conversiepercentage is de belangrijkste reden waarom organische zonnecellen met veel voordelen nog niet op grote schaal worden gebruikt. Conventionele siliciummodules kunnen 20% van de zonne-energie omzetten in elektriciteit, terwijl organische zonnecellen een conversiepercentage van slechts 9% hebben.
De regio kan tegen lagere kosten zonnecellen produceren en heeft ook grote hoeveelheden zeldzame aardmetalen die nodig zijn voor de productie van traditionele zonnecellen. Voor organische zonnecellen zijn dergelijke grondstoffen niet nodig. Verwacht wordt dat deze nieuwe manier om energie te verkrijgen een deel van de zonne-energie-industrie terug naar Duitsland zal brengen.
"Om te kunnen concurreren hebben we ofwel lagere productiekosten, ofwel beschikken we over patenten en technologie", zegt de heer Leow. Organische batterijen kunnen het antwoord zijn. "We beschikken over de kennis en praktische basisoctrooien op het gebied van materialen, componenten en productietechnologie", voegde hij eraan toe.
Leau riep op tot meer onderzoeksfinanciering om de Duitse ontwikkeling op dit gebied te versnellen. “We zouden veel meer kunnen doen als onderzoeksprojecten beter ondersteund zouden worden”, zegt hij.
Leo werkt sinds de jaren negentig aan organische zonnecellen aan de Technische Universiteit van Dresden. Naast hem doen ook zo’n dertig bedrijven en tientallen onderzoeksinstellingen uit de hele wereld relevant onderzoek. In 2006 richtte de natuurkundige Heliatek op samen met vijf andere wetenschappers van de Technische Universiteit van Dresden en de Universiteit van Ulm. Het bedrijf produceert sinds 2019 organische zonnecellen in massa en is op dit gebied wereldmarktleider.
Het bedrijf rekent de Duitse E.ON Energy-groep tot zijn klanten, evenals de Zuid-Koreaanse technologiegigant Samsung en bedrijven uit Frankrijk, Spanje, Groot-Brittannië, Singapore en Japan. Guido Van Tatvek, directeur van Helia Technologies, zegt dat de vraag vooral vanuit Zuidoost-Azië sterk groeit.
