Plastic zonnecellen: waar de stroom begint: Ultrasnelle exciton-naar-lading conversie in organische fotovoltaïca

Stel je voor : een wereld met overal gratis energie.
Je hoeft geen telefoon oplader mee te nemen – je rugzak zorgt voor de energie. Je huis heeft geen elektriciteitsaansluiting nodig – de muren en ramen produceren de energie. En hoewel dit klinkt als science-fiction, is deze wereld veel dichter bij de realiteit dan je zou denken : onze zon levert meer dan genoeg energie voor wat de mensheid nodig heeft.
Nu al gebruiken mensen met succes zonne-energie door het met silicium zonnecellen om te zetten naar elektriciteit. Dit soort zonnecellen zijn echter vrij zwaar en omvangrijk, wat hun toepassingsgebied beperkt. Als alternatief kunnen zonnecellen ook worden gemaakt van speciale kunststoffen – en deze zonnecellen kunnen vouwbaar, semi-transparant, lichtgewicht, van elke vorm en draagbaar zijn – zodat hun mogelijk toepassingsgebied oneindig lijkt. Helaas zijn op dit moment de efficiënties van dit soort zonnecellen nog steeds twee maal zo laag als de efficiënties van hun silicium tegenhangers.
Om de efficiëntie van kunststof zonnecellen te verbeteren moeten we alle foto-fysica achter de licht-naar-elektriciteit conversie begrijpen. Vele cruciale processen hierin gebeuren sneller dan een miljardste van een seconde, maar hebben toch een grote invloed op de algehele prestatie van zo’n kunststof zonnecel. In dit proefschrift gebruiken we laser spectroscopie om belangrijke processen te onthullen, die van invloed zijn op de ‘licht-stroom’ van zonnecellen op deze ongelofelijk snelle tijdsschalen, als ook mogelijke verliezen die de efficiëntie van deze zonnecellen verlagen. Gewapend met dit begrip doen we voorstellen voor trajecten om de efficiëntie van licht-naar-elektriciteit te maximaliseren, zodat, naar wij geloven, deze Droomwereld een stukje dichterbij komt!