Universiteit Hasselt krijgt 2,4 miljoen euro voor onderzoek naar organische zonnecellen

Professor Koen Vandewal (UHasselt IMO-IMOMEC) ontvangt een zogenaamde ERC Consolidator-beurs. Hiermee zal hij de komende jaren zoeken naar nieuwe inzichten en toepassingen rond organische elektronica: ‘Er is een heel grote toekomst voor materialen zoals plooibare zonnecellen, oprolbare schermen of zelfs biosensoren in ons lichaam, maar nog niet alle kennis is voorhanden om deze ten volle te kunnen ontwikkelen. Met deze beurs hopen wij hier belangrijke stappen in te zetten.’

Koolstofmoleculen
‘Organische elektronica bestaan voor het overgrote deel uit koolstofmoleculen’, aldus Vandewal. ‘En dat heeft heel wat voordelen ten opzichte van de klassieke elektronica zoals de tv’s, mobiele telefoons of zonnepanelen die we vandaag de dag kennen. Zo is organische elektronica door de samenstelling erg licht, flexibel en zelfs biocompatibel. Organische zonnecellen kunnen bijvoorbeeld even licht en oprolbaar zijn als papier en organische elektrische sensoren zijn zo dun en uitrekbaar dat ze kunnen dienen als een soort van elektrische huid. Daar komt nog bij dat organische elektronica niet giftig is, waardoor in de toekomst organische elektronische toepassingen in het lichaam kunnen worden ingebracht. Denk hierbij aan sensoren die het glucosegehalte van diabetespatiënten meten of, meer futuristisch, elektronische koppelingen tussen de hersenen en een computer.’

Efficiëntie materialen verbeteren
Al jaren wordt er onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van deze organische toepassingen. Maar voor deze algemene realiteit kunnen worden, is er volgens Vandewal nog meer onderzoek nodig. ‘Op dit moment is de traditionele inorganische elektronica nog altijd veel efficiënter. Silicium computerchips zijn nog steeds vele malen sneller dan organische en een zonnepaneel van silicium wekt nog altijd meer energie op dan een zonnepaneel uit organisch materiaal. We moeten de efficiëntie van organische materialen dus nog verbeteren. Daarvoor is het heel belangrijk om op moleculaire schaal veel meer nieuwe kennis te vergaren. We weten dat zelfs de kleinste veranderingen in de chemische structuur of een andere combinatie van moleculen invloed heeft op de prestaties van elektronica. Maar hoe deze processen precies in de kleinste details werken, weten we nog niet. En daar zullen we nu de volgende 5 jaar onderzoek naar voeren.’

Handleiding voor organische elektronica
Met het Europese geld gaat men binnen IMO-IMOMEC, het geïntegreerd onderzoeksinstituut van UHasselt en imec, binnen de onderzoeksdomeinen chemie, fysica en ingenieurswetenschappen samenwerken aan de ‘handleiding voor organische elektronica noemen’. Vandewal: ‘In de chemische sector worden jaarlijks duizenden nieuwe moleculen gemaakt, maar welke molecule kan je het best gebruiken voor welke toepassing? Welke combinaties zorgen voor het meest efficiënte materiaal? Daar willen wij een antwoord op geven aan de hand van lasergebaseerde spectroscopische technieken.’

Over 5 jaar willen de onderzoekers meer begrip hebben over het mechanisme achter organische elektronica. Hiermee hopen ze ook de basis te kunnen leggen van gloednieuwe toepassingen, zoals nieuwe typen sensoren, zonnecellen, fotodetectoren of led-schermen.