MIT print zonnecellen op papier

Medewerkers van het MIT hebben technieken ontwikkeld om elektronica op een ondergrond van papier aan te brengen. Op die manier produceerden zij onder meer zonnecellen. Ook andere onderzoekers hebben papier als substraat ontdekt.

De MIT-onderzoekers maken gebruik van een printtechniek die in het laboratorium van chemica Karen Gleason werd ontwikkeld. Zij voorspelt dat de papieren zonnecellen binnen vijf jaar tot commercieel product kunnen worden ontwikkeld. Het rendement dient dan wel verbeterd te worden: de zonnecellen zetten nu nog slechts één procent van het licht om in elektriciteit. Gleason wil minimaal een rendement van vier procent voor de papieren zonnepanelen.

De zonnecellen worden geproduceerd door een proces van chemical vapor deposition, waarbij de voor zonnecellen benodigde lagen een voor een worden geproduceerd. Belangrijk is dat de techniek van Gleason geschikt is voor toepassing bij lage temperaturen. Zo kunnen de lagen niet alleen op papier, maar ook op andere flexibele substraten als plastic worden aangebracht.

Naast het MIT-project werken onderzoekers van de universiteit van Illinois samen met twee startups, Diagnostics For All en MC10, aan de productie van wegwerpelektronica. Diagnostics For All werkt met papier om een goedkope 'lab-on-a-chip' voor ontwikkelingslanden te maken. MC10 ontwikkelt onder meer lichtsensors, transistors en led-verlichting die op papier worden aangebracht.

Hierbij wordt een chemische ets-methode gebruikt, waarna de componenten met een stempel worden aangebracht. Een enkele wafer levert op deze manier meerdere lagen elektronische componenten, wat de productiekosten omlaag brengt. De dunne lagen zijn bovendien robuust genoeg om op een flexibele onderlaag als papier, stof of plastic te worden aangebracht.

Reacties (53)

[Chocola]

Leuk bedacht maar 4% is nu niet bepaald veel vergeleken met de huidige zonnepanelen. Deze papieren zonnecellen zullen dan ook denk ik vooral gebruikt gaan worden voor andere zaken, op daken o.i.d. zijn ze sowieso niet erg geschikt.

Als deze techniek kostenefficiënter is zal het wellicht nog wat gaan betekenen in de groene markt. Met 4% heb ik er echter geen behoefte aan. Voordeel is dan wel weer dat het enigszins flexibel zal zijn, waardoor je het ook gemakkelijk om bijvoorbeeld lataarnpalen kan doen, maar dan nog lijkt mij één zonnecelplaat aan de bovenkant met een beter rendement een stuk efficiënter.

[Reactie gewijzigd door Chocola op 25 juli 2024 16:46]

[wever338]

Nou als het rendement 4% is maar de prijs maar een 10de van normale panelen icm bestand tegen regen, zie ik geen probleem.

[Verwijderd]

Jep. Glasplaatje erover en waterdicht afsealen en je bent er.

[De Fluppe]

Hou er wel rekening mee dat je dak niet onbeperkt groot is, dit speelt ook mee als je in je volledige energiebehoeften wil voorzien met gebruik van zonnepanelen.

[LordPan]

Nog niet zo gek lang geleden heeft er een magazine (weet niet meer hetwelke) e-inkt gebruikt om iets op hun cover te zetten (een simpele banner dacht ik). in het papier zat een batterijtje verwerkt dat het 90 dagen uithield. Als dit in de pagina mee geïntegreerd was zou die oneindig kunnen blijven werken.

[Verwijderd]

Dat was het 75 jaar album van Esquire.
Maar inderdaad met een mini-batterij. Heeft een hoop geld gekost, Ford heeft het gesponsord.

[Xenomorphh]

Lijkt mij inderdaad ook niet voor huizen geschikt. Als het 1x stormt is het van je huis afgescheurd Nou dat zal ook wel niet want dan zal het wel achter glas zitten oid. maar toch lijkt het me niet zo fail safe.

Verder is het natuurlijk een erg goed concept dat het kan. Maar een markt ervoor? Ik zou het niet weten.

[guapper]

Ken je het materiaal Trespa, ofwel volkunststofkernplaat? Dat zijn al die lelijke kunststof platen die je tegen gevels, dakkapellen en dakranden ziet. De kleur van deze platen wordt bepaald door een laagje papier dat aan de oppervlakte zit.

Jammer dat het rendement nog aan de lage kant is, maar dit idee heeft zeker potentie.

[Verwijderd]

Leuk bedacht maar 4% is nu niet bepaald veel vergeleken met de huidige zonnepanelen. Deze papieren zonnecellen zullen dan ook denk ik vooral gebruikt gaan worden voor andere zaken, op daken o.i.d. zijn ze sowieso niet erg geschikt.

Je meent het. Papieren zonnecellen met 4% rendament niet bruikbaar op het dak? Hoop dat ze bij MIT meelezen!

Maar zoals he had kunnen lezen is dit bedoelt voor dingen als wegwerp electronica, dingen waarbij de kostprijs het gebruik van de zon nu onmogelijk maakt.

[jip_86]

De huidige panelen kun je dan ook niet printen en zijn zeker niet flexibel.

[Pierz]

Als het zo goedkoop wordt dat je al je muren er mee kunt behangen dan is het ineens best interessant lijkt me...

En voor daken kan je er prima een extra coating overheen doen natuurlijk.

[Verwijderd]

bekleed mijn fiets er maar mee..... kan ik onderweg ook een beetje mn telefoon opladen zonder dynamo te hoeven inzetten...

[Toontje_78]

Leuk bedacht maar 4% is nu niet bepaald veel vergeleken met de huidige zonnepanelen. Deze papieren zonnecellen zullen dan ook denk ik vooral gebruikt gaan worden voor andere zaken, op daken o.i.d. zijn ze sowieso niet erg geschikt.

roro productie, rol off - roll on. Denk aan de dagelijkse krant aan oppervlakte om een beetje idee van de productiesnelheid te hebben.

Daar sta je dan met je 6 m2 aan 17%, waar de buurman even de akker vol legt met 10 ha bedrukt en geplastificeerd papier, beide zelfde productietijd. Ik weet wel wie meer kW produceert.

[Reactie gewijzigd door Toontje_78 op 25 juli 2024 16:46]

[divvid]

4% en goedkoop kan best rendabel zijn hoor. Reken maar uit: 40 euro per ton mais bij een opbrengst van 50 ton/ha dus maar 2000 euro met een investering van 450 euro.

Stel je kan 50% van het oppervlak bedekken met goedkope zonnecellen die 35Wp/m2 leveren), ga uit van 150 zonnedagen per jaar met 4 uur zon. (erg conservatief volgens KNMI) en een KWh prijs van een belachelijke 5 cent en je komt op een opbrengst van ruim 5000 euro

Kortom, stel dat je op een fatsoenlijke manier de investering in papieren zonnecellen zou kunnen financieren dan is de opbrengst al gauw meer dan gewoon 'boeren' (en je wilt niet weten hoeveel hectare er braak ligt in Nederland)

p.s. dit is uiteraard een natte vinger berekening en zal in werkelijkheid veel complexer zijn

[Nazanir]

Mooie ontwikkeling an sich, maar ik vind het ergens enorm ironisch.

Boskap is een probleem, nu maken we zonnecellen op papier. Bomen en zonnecellen hebben beide nodig om te functioneren, naja vul zelf maar in.

Het is natuurlijk heerlijk goedkoop, want wat kost een A4tje nou helemaal? Alleen zie ik wat practische problemen zoals regen. Maar dat zal in de toekomst ook wel weer verholpen worden. Ik vind het wel mooi om te zien dat een alternatieve energie bron zo uitgebreid onderzocht word.

[Rob_Dielemans]

Als je je er een klein beetje in verdiept kom je tot een leuke verrassing.

Hout voor papier komt voornamelijk uit Scandinavische landen en Noord Amerika.
De houtkap bedrijven daar planten voor elke boom die gekapt wordt minimaal 2 bomen.

Is ook retelogisch, want er wordt geld aan verdiend en je infra-structuur ligt er al.

Zeer ironisch gezien leidt meer papier gebruik (van niet recycled papier) tot meer bomen.

[kmf]

Hout voor papier komt voornamelijk uit Scandinavische landen en Noord Amerika.
De houtkap bedrijven daar planten voor elke boom die gekapt wordt minimaal 2 bomen.

Die allebei 20-30 jaar nodig hebben om te groeien naar dezelfde formaat als de gekapte.

Als je mij een biljet 500 euro geeft en ik geef je 2x10 euro terug. Is dat voldoende? Na 20 jaar is het ook gegroeid naar 500 euro met de juiste beleggingen.

[watercoolertje]

Als je mij een biljet 500 euro geeft en ik geef je 2x10 euro terug. Is dat voldoende? Na 20 jaar is het ook gegroeid naar 500 euro met de juiste beleggingen.

Oftewel een zeer groot risico met lage slagingskans itt de bomen die ze planten waarvan 99% gewoon een volgroeide boom is na XX jaar

Je doet nu net of het slecht is dat er 2 bomen worden geplaatst... Daarbij stel je wilt nu 10 ton papier, dan kan je dat over 20/30 jaar nog een keer doen maar dan kan je helft laten staan En het jaar daar op kan je voor hetzelfde papier zelfs 2/3de laten staan (wat dus neerkomt dat er alsnog 2x zo veel overeind kan staan dan dat er nu is gekapt)! Het is btw geen excuse om een boom te kappen nee, maar dat is nou eenmaal noodzaak dus ben maar blij dat er nog wat tegenover moet staan!

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 25 juli 2024 16:46]

[Verwijderd]

Ze doen het al tientallen jaren, en volgens mij met succes. Kom er wel eens nl., en die bossen zijn keurig opgedeeld en hebben geen last van ongedierte, het stormt er zelden en ook bosbranden zijn daar niet erg frequent.

[kmf]

Zij willen gewoon aantonen dat hun techniek zelfs op een vel papier werkt. En dus dun en licht is en blijft.
Ze gaan heus niet een pak papier met zonnecellen verkopen...

Denk meer aan de toepassingen. Ge"print" als lak op een klein apparaat. Een eink-reader kan zichzelf dan constant opladen. (het ziet er in ieder geval mooi metallic grijs uit )
Of "geprint" op een windmolen zodat ie naast windenergie ook een klein beetje zonne-energie meeneemt.

[Reactie gewijzigd door kmf op 25 juli 2024 16:46]

[Verwijderd]

Ik denk dat je gelijk hebt, het papier dient enkel om aan te kunnen tonen dat ze het kunnen 'printen', maar 'in het echt' zullen ze dan natuurlijk op bijvoorbeeld mylar printen in plaats van papier aangezien dat veel betere eigenschappen heeft.

[altaria1993]

Tegen regen zou je gewoon een soort coating er overheen kunnen doen lijkt mij, in het geval van plastic zou dat dan denk ik niet eens nodig zijn.

[Robbels]

Gewoon plastificeren .
Probleem opgelost
OT Mooi om te zien dat de technieken vooruit blijven gaan. Dit op rugzakken bijvoorbeeld om je telefoon op te laden of je MP3 speler.
Bovenop de klep van een pet etc etc genoeg mogelijkheden .

[SH4D3H]

Boskap is een probleem, nu maken we zonnecellen op papier. Bomen en zonnecellen hebben beide nodig om te functioneren, naja vul zelf maar in.

Duurzame houtkap is ook al mogelijk. Daarnaast zegt het artikel:

De dunne lagen zijn bovendien robuust genoeg om op een flexibele onderlaag als papier, stof of plastic te worden aangebracht.

Gebruik op papier is dus maar een (goedkoop) voorbeeld

[Soldaatje]

Eeh, kan die ook vliegen?

[]Byte[]

Tuurlijk... Propeller er op en de oceaan over!

OT:
Maar wat ik mij even afvraag; De huidige zonnecellen hebben een rendement van ergens rond de 17-20% geloof ik. Dit zit nu pas op 1 procent en ze willen dat naar 4% hebben.
Dan moeten de productiekosten wel zo laag liggen wil die 4% uberhaupt rendabel zijn.
@HKS-Skyline:
Dan mag ik hopen dat het ook enigzins een millieuvriendelijke manier is voor productie en afvoer van dit soort disposable zonnecellen.

[Reactie gewijzigd door ]Byte[ op 25 juli 2024 16:46]

[AntonH]

Het zijn dan ook zonnecellen gebaseerd op organische materialen: polymeren (plastic) en andere kleinere moleculen. In dat geval vind ik een rendement van 1% best goed, want volgens mij zit men nu rond de 5 á 10 % voor de allerbeste plastic zonnecellen. Bijkomend voordeel is dat deze flexibel zijn in tegenstelling tot de klassieke (poly)kristallijne silicium zonnecellen.

The process uses organic materials and polymers, which are abundant and thus not expensive.

Je dampt dus laagje voor laagje (5 totaal) op het substraat met ieder zijn eigen functie, zoals elektrodes en materialen die voor de elektronenstroom zorgen. In dit geval is het substraat dus papier.

Zie voor meer informatie Wikipedia en Wikipedia.

[Reactie gewijzigd door AntonH op 25 juli 2024 16:46]

[HKS-Skyline]

ik denk dat de productiekosten wel velen malen lager gemaakt kunnen worden dan de huidige technieken, maar ik denk ook dat dit soort dingen hun weg gaan vinden naar wegwerpproducten oid.

Ik kan me best voorstellen dat er over een aantal jaren producten te koop zijn met lampjes en zonnecellen in het verpakkingsmateriaal simpelweg om de aandacht te trekken van de consument.

[Jelle E]

Hou er rekening mee dat de drager van het substraat spotgoedkoop is, en als de techniek relatief eenvoudig te printen is heb je kostentechnisch het rendement er al snel uit.

[Verwijderd]

Printen is natuurlijk een veel efficienter proces dan de huidige processen. Dat scheelt nogal wat in de kosten. Niets opdampen of etsen, maar chemisch etsen/printen.

[Verwijderd]

De huidige zonnecellen hebben een rendement van ergens rond de 17-20% geloof ik.

Dat zijn over het algemeen de rendementen van standaard silicium wafer cellen die veelal geplaatst worden op daken.
Er zijn ook betere cellen maar die zijn vaak te duur om commercieel te eploiteren.

Hele dure triple junction GaAs cellen komen al tot rendementen van 32%-34%. deze worden gebruikt in de ruimtevaart en in zonneauto races

[Verwijderd]

Productieproces zal ook heel goedkoop zijn maar waarschijnlijk is deze techniek ook bedoeld voor wegwerpdingen die niet al te veel energie nodig hebben in de eerste plaats.

[ArgantosNL]

volgende stap, op de achterkant van je gordijn. Dat heeft een dubbel voordeel in de zomer. Wordt het huis iets minder warm en krijgt nog wat gratis enegie. Mooie vooruitgang is dit het begin voor goedkopen zonnepanelen.

[mashell]

Hup snel een patent aanvragen, want met zo'n idee kon je wel eens veel succes hebben.

[BvDorp]

Helaas. Zelfs als je 6m2 gordijnoppervlak aanbiedt, je overdag de gordijnen volledig dichtdoet en de zon tijdens de zomer met een lekkere 300W/m2 binnenkomt, haal je met 4% rendement maar 72W. Net genoeg om je regelelectronics (MPP tracker etc.) voor het paneel en de omvorming zelf aan te sturen. Tenzij je er bijvoorbeeld een accu mee oplaadt, maarja, daar gaat je milieuvoordeel.

Merk trouwens ook dat nauwelijks beseft wordt dat voor grootschalige toepassing zonnethermische installaties (spiegels die vloeistoffen opwarmen) en Stirling Engines gebruikt worden, omdat beide toepassingen rendementen boven de 30% bieden en per vierkante meter en investering een hogere NPV opleveren.

Het kennisniveau over zonnetechnieken is nog wat laag op T.net. Bij de TU Delft worden gratis colleges en dictaten aangeboden, zodat je met 1-2 uur toch wel een heel stuk verder bent. Geïnteresseerd? Check OpenCourseWare course over zonnecellen: klik!.

[Waking_The_Dead]

Lijkt mij ook niet de bedoeling om hiermee pakweg een GSM te gaan opladen. Maar misschien behoort zo'n doos ontbijtgranen met bewegende reclame zoals in Minority Report wel tot de mogelijkheden.

[awulms]

Het kan gebruikt worden voor van die verjaardagskaartjes met zo'n ingebouwd muziekje als je hem opent. Maar dan zonder vervuilende knoopcel batterij.

[Indoubt]

papier is leuk maar je bent dan nog maar een klein stapje verwijderd van printen op een kunstof film van 50 um (ulthem of zo)

Het rendement is laag maar als je hiermee goedkoop een dak van een opslagloods/magazijn/kantoor met vele honderden of duizenden vierkante meters kunt beplakken dan is de kans aanwezig dat het behoorlijk zoden aan de dijk zet. Veel meer zelfs dan de hoogwaardige maar peperdure zonnecellen die nu worden gebruikt.

Is er een indicatie van de life cycle energiehuishouding (energie nodig voor productie en installatie ten opzichte totaal geproduceerde energie)? Ik kon het niet ontdekken helaas.

[Verwijderd]

Veel meer zelfs dan de hoogwaardige maar peperdure zonnecellen die nu worden gebruikt.

Dat is toch niet zo.
Het is juist het hoge rendement op een kleiner oppervlak dat zonnecellen rendable maakt. Een groot oppervlak aan cellen betekent namelijk ook meer kosten bijvoorbeeld in bevestigingsmaterialen, cel houders, bekabeling, montage kosten, meer onderhoud en dergelijke.
Met laag rendementscellen over en groot oppervlak zijn die kosten realtief heel hoog tov de totale kosten en kun je daarom nooit de kosten daarvan terguverdienen

[KirovAir]

Ik mijn gedachtegang ging heel even snel het idee om letterlijk thuis uit je printer zonnecellen te printen. Dat zou toch wat zijn.

Verder een mooie vooruitgang. Ik vraag me af wat dit voor de prijzen betekent. (Is dit goedkoop genoeg te produceren?) En hoe flexibel de zonnecellen worden, om ze bijvoobeeld in huis-tuin-en-keuken installaties makkelijk op een efficiente manier aan te brengen.

[Reactie gewijzigd door KirovAir op 25 juli 2024 16:46]

[MorgothG]

Hiermee kunnen zonnecellen worden toegepast als 'wegwerp' makkelijk product. Alleen is de vraag hoe groot moet een papiertje zijn om praktische toepassingen te hebben.

Ik zie mezelf hier al zitten met een A0 om mijn telefoon op te laden

[Xtremegamer]

lumineus idee : e-paper met paper zonnepanelen = krant
hoeven ze dus enkel in de zon te liggen om op te laden.

[miniplaat]

Een elektrische krant op papier printen is ook makkelijker dan datzelfde papier voldrukken met inkt

[proatjeboksem]

ook leuk voor op de camping, ff wat tentverlichting printen voor je weggaat.
en dit bied natuurlijk een hoop leuke mogelijkheden voor verjaardagskaartjes e.d.