Oranje raampje heeft zonnecel in de ‘kozijnen’

Zonlicht bundelen op een zonnecel kan niet alleen met parabolische spiegels, maar ook met een één of twee platte panelen die niet bewegen. Als deze technologie verder wordt uitgewerkt, kunnen ramen gemaakt worden waarin het invallend licht wordt getransporteerd naar zonnecellen in de kozijnen eromheen.

Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology maakten millimetersdikke plaatjes met kleurstoffen die zonlicht absorberen en het licht op een andere golflengte uitzenden (Science, 11 juli).

Dit uitgezonden licht wordt gevangen in het paneel, een zogeheten golfgeleider.

Dat is interessant, omdat het zonlicht dan wordt ingevangen met een groot en relatief goedkoop te fabriceren oppervlak. Er zijn dan minder dure zonnecellen nodig.

De Amerikanen halen een rendement van 6,8 procent, dankzij betere kleurstoffen, maar ook omdat ze dure en efficiënte zonnecellen toepassen. In Nederland werkt het Eindhovense bedrijf Maxxun aan een vergelijkbare technologie met goedkopere zonnecellen en een lager rendement.

Een echt raam met deze technologie, een luminescent solar concentrator, is er voorlopig nog niet. De MIT-panelen zijn niet groter dan enkele tientallen cm2. Omdat ze veel zonlicht invangen zijn ze bovendien niet doorzichtig, maar diep oranje, erkent mede-auteur Jonathan Mapel in een e-mail. Het bundelen van zonlicht in panelen is te vergelijken met het lichttransport in een glasvezelkabel. In beide gevallen blijft licht in de golfgeleider gevangen, omdat materiaal aan de buitenkant een lagere brekingsindex heeft dan binnenin.

Luminescent solar concentrators bestaan al sinds de jaren zeventig, maar een probleem was lang dat veel licht werd geabsorbeerd voordat het de zonnecellen aan de zijkanten kon bereiken. Mapel en zijn collega’s gebruiken daarom fluorescerende en fosforescerende pigmenten waarbij weinig overlap bestaat tussen de golflengte van licht dat ze absorberen en het licht dat ze uitzenden. Ze gebruiken bovendien een soort sandwich van twee panelen, zodat meer licht wordt opgevangen.

De MIT-wetenschappers claimen dat hun panelen licht tien keer kunnen concentreren. Met parabolische spiegels wordt een veel hogere concentratiefactor gehaald, maar daarvoor moet meestal een grote installatie worden opgetuigd. In Nederland ontwikkelt het bedrijfje SunCycle concentratiesystemen in platte, draaiende dozen. Roy Bijl van SunCycle waarschuwt in een e-mail dat de de MIT-wetenschappers organisch materiaal toepassen, dat de neiging heeft om snel te degraderen.

Michiel van Nieuwstadt