Nieuw testlab TU/e onderzoekt zonnecellen op atoomniveau

De Technische Universiteit Eindhoven gaat deze maand een nieuw testlab voor onderzoek naar dunne-filmzonnecellen in gebruik nemen. Het lab gaat onder andere een transmissie-elektronenmicroscoop gebruiken om de zonnecellen op atoomniveau te bestuderen.

Eind november neemt de TU/e een nieuw geavanceerd testcentrum voor dunne-filmzonnecellen in gebruik bij het Eindhovense High Tech Campus bij Philips Innovation Services. Voor deze locatie is gekozen vanwege de aanwezigheid van een twee miljoen euro kostende tem bij het lab: Philips heeft de expertise om de microscoop te bedienen.

Een tem heeft de mogelijkheid individuele atomen van elkaar te onderscheiden. Dit is handig om de gestapelde lagen van verschillende materialen bij dunne-filmzonecellen atoom voor atoom te bestuderen. De efficiëntie van zo’n zonnecel is namelijk afhankelijk van de eigenschappen van de grensvlakken tussen de verschillende lagen. De tem bij de testfaciliteit heeft daarnaast een grote eds-detector om op atoomniveau te kunnen bepalen om welke soort elementen het gaat. Voordeel van de micoscoop van de TU/e is daarnaast dat deze de broze zonnecelmaterialen als organische moleculen, polymeren en grafeen kan bestuderen zonder negatieve invloed.

De tem kan structuren kleiner dan 0,1 nanometer zichtbaar maken. Het apparaat gebruikt hiervoor bundels hoogenergetische elektronen, die een veel kleinere golflengte hebben dan zichtbaar licht. Het testlab is onderdeel van het Solliance-samenwerkingsverband, waarin de TU/e, TNO, Holst Centre, ECN, imec en Forschungszentrum Jülich zitten. Solliance krijgt eigen productielijnen voor dunne-filmzonnecellen op de High Tech Campus, zodat resultaat van het onderzoek meteen toegepast kan worden.

Reacties (15)

[Chip.]

Mooi om te zien dat de TU/e hierin wil voorop lopen. Ik vraag mij alleen af waarom Philips een electronen microscoop van JEOL uit Japan heeft en niet van FEI die vrijwel dezelfde microscopen afleveren?

Oh en het artikel van de TU/e zelf: http://www.tue.nl/univers...toponderzoek-zonnecellen/ en de cursor: http://www.cursor.tue.nl/...or-onderzoek-zonnecellen/

[Verwijderd]

Goeie link, ik zag dat er ook onder lagere spanningen kan worden gewerkt en daardoor ook organische cellen kunnen worden bestudeerd. Dat is een belangrijke stap, vooral een combinatie tussen een organische laag en semiconductor laag (of zelfs enkele van die lagen) betekend een hogere efficiencie dus een hogere kans op een rendabele cel.

[Viva Vince]

Het artiekel is niet helemaal juist in het statement dat de TEM van Philips is. Hij staat op de high tech campus aangezien daar al een andere (minder geavanceerde) TEM staat die wel van Philips is.

De TEM is aangeschaft door Solliance, gefinancierd uit overheidsgeld. Hiervoor is een tender noodzakelijk (openbare aanbesteding) en JEOL had (blijkbaar) het beste bod.

[Reactie gewijzigd door Viva Vince op 26 juli 2024 07:48]

[Durandal]

Het apparaat gebruikt hiervoor bundels hoogenergetische elektronen, die een veel kleinere golflengte hebben dan zichtbaar licht.

Waarom zie ik dan zo'n 'verrekijker' aangesloten op de machine op de foto?

Waarom staat dit offtopic? Kunnen we weer niet modden?

[Reactie gewijzigd door Durandal op 26 juli 2024 07:48]

[Verwijderd]

Je gebruikt de gewone microscoop om het interessant deel van het sample te kunnen plaatsen binnen de field of view van de elektronen microscoop.

[Dutchman_1977]

Met die "verrekijker" kijk je op een fluoriserend scherm. De bundel electronen met daarin de beeldinformatie valt op een fluoriserend scherm waardoor het vergrote beeld hier zichtbaar wordt. Er is ook een camera aanwezig voor betere beeldopnames maar voor het snellere "scannen" kan men in de oculairen kijken.

[Qaatloz]

Vanwege de enorme zoomcapaciteit is een klein sample van een enkele cm al voldoende voor een gigantische hoeveelheid beeldmateriaal.

Onder de oculairen zit een fluoriserend scherm (vrij groot) dat in staat is om grotere gedeeltes van het sample in beeld te brengen dan het CMOS onder dat scherm. Het is dus handig om te beginnen met het kijken door de 'verrekijker' om plaatsen te vinden die interessant zijn binnen je sample. Daarna kun je verder met de computer en de camera die vaak ook nog weer trackingfunctionaliteit over je sample bied zodat je eerder bekeken gedeeltes van je sample weer terug kunt vinden.

Het is namelijk nog vrij lastig om echt mooie plaatjes te maken met een TEM dus je bent nog wel eens aan het zoeken naar een mooie plek. Daarbij is het voordeel van een moderne TEM zoals TNO die in Delft ook heeft staan dat je met de computer daadwerkelijk eerder gevonden kristallen weer terug kan vinden. In de TU zelf staan nog oude apparaten met Z/W fotopapier die je dan weer zelf moet ontwikkelen. Dan wordt een ochtendje TEM-men toch wel weer een klus.

@AHBdV
Het is dus geen gewone microscoop waarbij je direct op je sample kijkt. Je sample zit ongeveer halverwege in de 'lenzentoren' boven de verrekijker. Je bekijkt dus echt de resulterende electronenbundels geprojecteerd op een fluoriserende plaat.

[Reactie gewijzigd door Qaatloz op 26 juli 2024 07:48]

[Rey Nemaattori]

[...]

Waarom zie ik dan zo'n 'verrekijker' aangesloten op de machine op de foto?

Omdat je electronen niet kan waarnemen met 't blote oog, dus het electronen beeld moet worden opgevangen en geconverteerd naar een voor ons nuttige golflengte.

[ATS]

En waarom zou je daar zo'n verrekijker-achtige interface voor nodig hebben? Voldoet een gewoon beeldscherm niet?

Ik snap de vraag. Die kijker-achtige interface suggereert een soort optische microscoop, terwijl daar hier helemaal geen sprake van is.

[Deann]

De elektronen slaan neer op het scherm, waardoor het beeld gevormd wordt. Miljoenen keren vergroot dus. Dit geeft echter nog ssteeds een klein beeld (kwam van 0,1nm). De verrekijker is er om dit beeld duidelijkerte kunnen zien.

De beelden worden overigens ook (meestal, ik ken dit exacte typemicroscoop niet) met behulp van een sensor op een computerscherm overgezet.

[Memori]

Wellicht om de "sample" goed te kunnen positioneren.

[Verwijderd]

Het is dat philips niet in delft een grote campus heeft, daar hebben ze ook een paar mooie elektron microscopen staan, en een vrij uitgebreide kennis over zonnecellen..

Maar ondanks dat een mooie ontwikkeling, nou nog een beetje zon in NL en dan kunnen we ze ook daadwerkelijk gebruiken!

[mad_max234]

Het is dat philips niet in delft een grote campus heeft, daar hebben ze ook een paar mooie elektron microscopen staan, en een vrij uitgebreide kennis over zonnecellen..

Maar ondanks dat een mooie ontwikkeling, nou nog een beetje zon in NL en dan kunnen we ze ook daadwerkelijk gebruiken!

Het onderzoek doen ze niet voor niks in Eindhoven, in Eindhoven zit veel meer kennis bij elkaar per vierkante meter dan in Delf(of rest van de wereld), zou Philips het niet zou kunnen kan Intel(Silicon Hive), ASML, etc wel iemand sturen, ze zitten daar juist om elkaar te helpen en kennis te delen om zo doorbraken te vinden voor de technieken van morgen, en niet alleen op telescoop gebied.

[Nas T]

Ik ben blij dat ze niet de afkorting HTC PIS gebruikten...erg misleidend...
Ik vraag me af of ze de kennis die ze bij het onderzoek opdoen ook gebruiken om verbeterde zonnecellen te kunnen maken voor de solar races...daar zijn volgens mij geen commercieel verkrijgbare cellen voor nodig.

[Reactie gewijzigd door Nas T op 26 juli 2024 07:48]