13 dec. 2010
1 minuut
Microchips die zelf de benodigde energie ‘oogsten’ uit hun omgeving, zonder afhankelijk te zijn van batterijen of het lichtnet. Dat wordt mogelijk nu onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente, samen met collega’s van de universiteiten van Nankai (China) en Utrecht, er voor het eerst in zijn geslaagd een chip te fabriceren met een efficiënte zonnecel bovenop de microelektronica. De onderzoekers presenteerden de vinding tijdens de International Electron Device Meeting in San Francisco.
Door de zonnecel direct bovenop de elektronica aan te brengen, ontstaat een autonome chip die geen batterij nodig heeft. Zo is bijvoorbeeld een sensorchip te maken, compleet met de benodigde intelligentie en zelfs een antenne om draadloos te communiceren. Voorwaarde is wel dat het energieverbruik ruim beneden de 1 milliwatt blijft, stellen de onderzoekers. Dan kan de chip zelfs binnenshuis voldoende energie verzamelen om te kunnen werken.
Laag voor laag
De zonnecel apart fabriceren en vervolgens bovenop de elektronica plakken, lijkt de eenvoudigste oplossing. Dat is echter niet het meest efficiënte productieproces. De onderzoekers gebruiken daarom de chip als ondergrond om daarop, laagje voor laagje de zonnecel aan te brengen. Dit scheelt in het materiaalverbruik en levert uiteindelijk ook betere prestaties. Maar vanzelfsprekend is die combinatie niet: het risico bestaat dat de elektronica defect raakt of slechter gaat functioneren tengevolge van de productiestappen van de zonnecel.
Ook bij zwak licht
Om die reden kiezen de onderzoekers voor zonnecellen die gemaakt zijn van amorf silicium of CIGS (koper-indium-gallium-selenide). De productiestappen voor deze cellen beïnvloeden de elektronica niet. Ook leveren deze typen zonnecellen, zelfs bij zwakke verlichting, voldoende rendement. Uit de tests blijkt dat de elektronica en de zonnecel naar behoren functioneren. Ook leent het fabricageproces zich uitstekend voor industriële serieproductie, door de toepassing van standaard processen.
Het onderzoek is uitgevoerd in de groep Semiconductor Components van prof. Jurriaan Schmitz. De onderzoekers hebben samengewerkt met collega’s van Nankai University in Tianjin, China en het Solar Energy Laboratory van de Universiteit Utrecht. Het onderzoek is mogelijk gemaakt door de Technologiestichting STW.
Anderen lazen ook
