Grensverleggende Ideeën voor Fotovoltaïsche Conversie De natuur als bron van inspiratie John van Roosmalen Joint Solar Panel Workshop Grensverleggende Ideeën voor Fotovoltaïsche Conversie Bergen (NH) 21-22 maart 2002 John van Roosmalen ECN Zonne-energie

De natuur als bron van inspiratie John van Roosmalen - 99% QE (foton --> elektron) h +

De natuur als bron van inspiratie John van Roosmalen h - + 55% energieverlies

De natuur als bron van inspiratie John van Roosmalen Voorbeelden representatief voor zonne-energie uit de natuur ter inspiratie Wat heeft de plant in petto Fotosynthese in bacterien Wesp (hoornaar) We hebben goede zonnecellen (99% QE) We hebben energieverlies (55% minimaal) De natuur als inspiratie voor hoog-rendements zonnecellen? Chemoluminescentie Fotosynthese Ogen

De natuur als bron van inspiratie John van Roosmalen Kijk twee keer als je iets goed wilt zien, maar slechts éénmaal als je schoonheid wilt zien. Henri-Frédéric Amiel, 1852. De diepste waarheid maakt zich in ons denken zichtbaar dankzij het onzichtbare. Georges Vantongerloo, 1918.

Wat heeft de plant in petto Planten zijn vooral aangepast aan de mogelijkheid om te leven bij ook maar de geringste hoeveelheid licht, kunnen bijvoorbeeld hele grote bladeren hebben (tot 9 m2). Bij ons gaat het natuurlijk om opbrengst en prijs per vierkante meter bij volle zon. Als er voldoende licht is zijn de pigmenten in een blad random verdeeld. Slechts bij weinig licht is een van de eerste maatregelen het concentreren van fotosystemen in de toplaag van het blad.

Wat heeft de plant in petto Tracking

Wat heeft de plant in petto Wave-guide (symbiose)

Wat heeft de plant in petto Lotus-effect

De natuur als bron van inspiratie John van Roosmalen

De natuur als bron van inspiratie John van Roosmalen

De natuur als bron van inspiratie John van Roosmalen

Wat heeft de plant in petto Lotus-effect Het is de ‘vernieuwbare’ waslaag die het hem doet.

Wat heeft de plant in petto Lotus-effect

Fotosynthese in ‘paarse bacteriën Self-assembly: spectrum broadening

Fotosynthese in ‘paarse bacteriën Geordende complexiteit werkt efficient

Fotosynthese in ‘paarse bacteriën

Fotosynthese in ‘ijzer-arme bacteriën

Antennes en spectrumverbreding Fotosynthese Antennes en spectrumverbreding

De wesp

De wesp

(of eigenlijk de Hoornaar) De wesp (of eigenlijk de Hoornaar) - Zonnecel op achterlijf, met: organische half-geleiders pn-junctie concentratie oppervlakte-textuur rhodopsin als pigment energie-opslag - Zijde van cocon halfgeleidend - Ilmeniet in nest Ishay et al. J. Electron Microscopy 49, 559-568, 2000

(of eigenlijk de Hoornaar) De wesp (of eigenlijk de Hoornaar)

(of eigenlijk de Hoornaar) De wesp (of eigenlijk de Hoornaar)

Ilmeniet, FeTiO3 als zwaartekracht-sensor De wesp Ilmeniet, FeTiO3 als zwaartekracht-sensor report that a tiny crystal --no more than 0.1 millimeter in diameter --is glued to the domed roof of each cell I. Stokroos et al., Nature, 7 juni 2001

Chemoluminescentie Omzetten van zonne-energie in chemische energie en vervolgens in luminescentie. Vuurvlieg is 90% efficient in omzetten van chemische energie (ATP) in monochromatisch licht. 90% van alle leven in de oceaan maakt zijn eigen licht.

Chemoluminescentie

Chemoluminescentie

Chemoluminescentie

Chemoluminescentie Zonlicht --> chemische energie (golflengte onafhankelijk) Chemoluminescentie --> monochromatisch licht --> zonnecel

Wat heeft de plant in petto Fotosynthese

Wat heeft de plant in petto Fotosynthese

Plant twee-foton Zonnecel twee-foton?

Het vermogen van je ogen Thermisch-geassisteerde excitatie Ogen blijken om goed kleur te kunnen scheiden gebruik te maken van een thermisch bijdrage aan de excitatie. Koskelainen, A., Ala-Laurila, P., Fyhrquist, N. & Donner, K. Measurement of thermal contribution to photoreceptor sensitivity. Nature 403, 202 (2000).

Het vermogen van je ogen Thermisch-geassisteerde excitatie

Het vermogen van je ogen Thermisch-geassisteerde excitatie

Thermisch geassisteerd excitatie - h +

De natuur als bron van inspiratie John van Roosmalen Het vertrouwen dat in het hart van een zaadje wacht, belooft een wonder van leven, al kan zij het niet onmiddellijk bewijzen. Rabindranath Tagore, 1928 Het is niet genoeg de Zon te bezitten, men moet haar ook weg kunnen geven. Paul Claudel Als in één mens op een zolderkamertje het vuur hevig genoeg brandt, zal hij de hele wereld in vuur en vlam zetten. Antoine de Saint-Exupéry, 1939