FOM installeert focusgroepen voor energieonderzoek

Het initiatief om deze twee FOM-focusgroepen op te richten past binnen het Strategisch Plan FOM/N 2010-2015, waarin energieonderzoek één van de belangrijkste speerpunten is. Beide focusgroepen zullen ook nauw verbonden zijn met het nieuwe FOM-instituut voor funderend energieonderzoek dat een nationaal coördinerende taak krijgt en door FOM wordt gevestigd op de campus van de Technische Universiteit Eindhoven. De twee focusgroepen hebben elk een budget van ruim 5 miljoen euro en zullen ieder in totaal rond de dertig onderzoekers huisvesten.

Next generation organic photovoltaics

Deze groep gaat in de komende tien jaar onderzoek doen dat moet leiden tot ‘plastic’ zonnecellen die in 2020 klaar zijn voor massale toepassing bij voordelige en duurzame elektriciteitsopwekking. Die ambitie houdt in dat het rendement, de levensduur en de kostprijs van de zonnecellen en de duurzaamheid van de gebruikte materialen en processen sterk verbeterd moeten worden. De nadruk ligt onder andere op de ontwikkeling van een heel nieuwe generatie moleculaire halfgeleiders, waarmee de verschillen tussen de huidige organische halfgeleiders en de ‘klassieke’ anorganische halfgeleiders voor een groot deel overbrugd worden.

Als dit lukt, ontstaan spectaculaire nieuwe elektronische materialen die ook buiten het gebied van de zonne-energie van groot belang zijn. De focusgroep zal met Nederlandse kennisinstellingen en industriële partners werken aan de opschaling en het gereedmaken voor grootschalige productie en toepassing. De FOM-focusgroep wordt geleid door prof.dr. Kees Hummelen en bestaat uit een multidisciplinair team van zes fysici en chemici aan de Zernike Institute for Advanced Materials toponderzoeksschool (RuG). 

Light management in new photovoltaic materials

Het centrale thema van deze FOM-focusgroep is ‘lichtmanagement’: het controleren van het opvangen, geleiden, concentreren en omzetten van licht op de nanometerschaal. De onderzoekers richten zich op nieuwe materialen, gecombineerd met nieuwe geometrieën, om een antwoord te vinden op de vraag hoe zonnecellen zonlicht op een efficiëntere en goedkopere manier in elektrische stroom kunnen omzetten.

Door bijzondere nanostructuren te integreren met (bestaande) halfgeleidermaterialen wordt licht efficiënter in elektrische stroom omgezet. De nieuwe ontwerpen vereisen daarbij veel minder materiaal, waardoor de fabricagekosten van de zonnecellen sterk dalen. Voor deze toekomstige zonnecelstructuren worden nieuwe cleanroomtechnieken zoals softimprinting en moleculaire zelfassemblage ontwikkeld.

AMOLF start met dit programma drie nieuwe onderzoeksgroepen op drie verschillende thema’s: (1) ultradunne zonnecellen op basis van silicium, (2) ‘dye-sensitized’ zonnecellen, waarmee licht via een kleurstof en een elektroliet in stroom wordt omgezet en (3) zonnecellen gemaakt van halfgeleider nanokristallen, waarmee het volledige kleurspectrum van de zon in stroom wordt omgezet. Het onderzoek wordt uitgevoerd in samenwerking met de Universiteit Utrecht en het Energie-onderzoek Centrum Nederland (ECN). De looptijd van het programma, dat onder leiding staat van prof.dr. Albert Polman, is negen jaar.