Enige tijd geleden is Wim Sinke, oud-hoofdonderzoeker zonne-energie bij TNO en emeritus hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam, met pensioen gegaan. Belangrijk om daar als zonne-energiesector bij stil te staan, want “dat we nu al zo ver zijn gekomen, dat zijn we schatplichtig aan Sinke”, aldus Wilfried van Sark, hoogleraar integratie van zonne-energie aan de Universiteit Utrecht.

Wie echt wat wil veranderen moet een onderzoeksecosysteem opbouwen, zo betoogde Wim Sinke, oud-hoofdonderzoeker zonne-energie bij TNO en emeritus hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam. Voor deze serie sprak Solar365 met de eerste schakel van zijn eigen onderzoeksecosysteem. In deel 1 stond het wetenschappelijke begin in Nederland centraal, in deel 2 het begin van de praktische toepassingen in Nederland.

“Wetenschappers die conferenties over fotovoltaïsche zonne-energie bezoeken, dienen niet als struisvogels te handelen door de zaal te verlaten zodra het over praktijkervaringen of economische aspecten gaat.” Het is een van de gevleugelde uitspraken uit Sinke zijn proefschrift die veel van zijn collega’s tot op de dag van vandaag hebben onthouden.

Het illustreert ook een aspect wat Sinke volgens hun zo uniek maakt. Hij heeft inzicht in de technologische aspecten van de opwek van zonne-energie, maar ook hoe dit politiek, economisch en organisatorisch te vertalen valt.

“Ik heb altijd met één been in het toegepaste veld gestaan en met één been in de onderzoekswereld. Nu staat het klimaat hoog op de politieke en maatschappelijke agenda en hoef je niet meer uit te leggen waarom het tegengaan van klimaatverandering en het stimuleren van zonne-energietechnologie zo belangrijk is, maar dat is wel eens anders geweest”, zegt hij daar zelf over.

Eén van zijn belangrijkst partners vond Sinke begin jaren ‘80 in Helmond. Daar was Ronald van Zolingen, werkzaam bij Holecsol, onderdeel van het voormalige grote elektrotechnische concern Holec, bezig met de bouw van de eerste commerciële fabriek voor zonnecellen en -panelen in Nederland: Holecsol Components. In september 1981 werd de bouw gestart en in mei 1982 werden de eerste zonnecellen al geproduceerd.

“Toen ik nog volop bezig was met de bouw van de fabriek, kwamen Frans Saris en Wim op bezoek”, vertelt Van Zolingen. “Wim was net begonnen met zijn promotieonderzoek bij AMOLF onder leiding van Frans. Frans deed in zijn groep onderzoek op het gebied van zonnecellen en was er al vroeg bij. Hij wist dat we een zonnecellenfabriek aan het bouwen waren en wilde graag samenwerken op onderzoeksgebied.”

Naar een industriële productie
Als onderdeel van zijn promotieonderzoek probeerde Sinke om met goedkoper silicium toch efficiënte zonnecellen te kunnen maken. Hiervoor gebruikte hij ionenimplantatie en schoot hij vervolgens ultrakorte lichtpulsen van een laser om alleen het siliciumoppervlak te verhitten en de rest op kamertemperatuur te laten.

“Wim had zich vanuit de natuurkunde gespecialiseerd in zonnecellen, ik vanuit de technische natuurkunde. We hadden dus dezelfde taal geleerd, dat maakte de communicatie eenvoudig. In die tijd deed Wim een aantal van zijn experimenten die hij nodig had voor zijn promotieonderzoek in Helmond”, memoreert Van Zolingen.

Hij was in 1980 zelf gepromoveerd aan de Technische Universiteit Eindhoven op het gebied van dunne siliciumlagen voor toepassing in zonnecellen. Tussen 2001 en 2008 zou hij daar ook werken als deeltijdhoogleraar duurzame energie.

“Het was echt geweldig om met hem samen te werken. Hij is heel goed in het programmeren van onderzoek én heeft altijd een zeer goed oog gehad voor de mogelijkheid om zonnepanelen grootschalige te implementeren in Nederland en daarbuiten. Die combinatie van een zwaar wetenschappelijke insteek en de praktische implementatie maakt hem uniek.”

Sinke kan die periode zelf ook nog maar al te goed herinneren. “Er werd toen altijd gezegd dat zonne-energie te duur was, of slechts een niche. Maar ik ben er altijd van overtuigd geweest dat het veel breder toepasbaar te maken viel. Als het maar goedkoper en efficiënter zou worden.” Daarbij wijst hij op de iconisch geworden T-Ford.

“Dat kun je zien als dé doorbraak in de ontwikkeling van de auto. Een technologisch product dat eenmaal in een one size fits all-oplossing met een beperkt aantal uitvoeringsvorm van onbetaalbare niche naar algemeen gebruiksvoorwerp is getransformeerd.”

Een uitleg waarin Saris zich ook wel kan vinden. “We hebben de productieprocessen van zonnecellen in die tijd gezamenlijk tot een industriële productie gebracht. Wim heeft daarvoor heel belangrijk onderzoek gedaan dat het rendement ook enorm heeft verbeterd.”

Het teamwork van zijn onderzoeksecosysteem
De progressie die Sinke boekte met de zonneceltechnologie werd ook buiten Nederland opgemerkt. Zo stond de directeur research van het internationale techniekconcern Hitachi op een dag op de stoep. “We begrepen eerst niet zo goed waarom hij er was”, weet Saris nog. “Maar hij wilde een fundamenteel onderzoekscentrum opzetten en kwam bij ons kijken hoe dat zou moeten.”

Uiteindelijk nodigde hij Sinke uit om in 1985 bij het Hitachi Central Research Laboratory in Japan te komen werken. “Hij is toen een vol jaar naar Japan geweest, echt een enorme onderneming. Zeker als je zo ver van huis bent en de taal niet spreekt. Maar hij heeft het voor elkaar gekregen”, vertelt Saris.

“Het is altijd teamwork geweest en ik trots op de pioniersrol die Nederland in de ontwikkeling van zonne-energie heeft gespeeld”, zegt Sinke er zelf over. Eenmaal terug in Nederland ging Sinke vanaf 1987 leiding geven aan de zonnecelgroep van AMOLF.

Een belangrijk voorbeeld van de ontwikkeling van PV aan de onderzoekskant dat in die tijd uitkwam is de publicatie A new method for the evaluation of solar cell parameters in het wetenschappelijke tijdschrift Solar Cells.

Hiervoor werkten Sinke en Saris samen met Albert Polman, de huidige groepsleider Photonic Materials bij AMOLF, en Wilfried van Sark, hoogleraar integratie van zonne-energie aan de Universiteit Utrecht. “Een mijlpaal” volgens Van Sark. Behalve dat het zijn eerste publicatie was, bevat de studie een aantal belangrijke metingen van zonnecellen met verschillende interne fysische eigenschappen om de elektrische processen in een zonnecel te illustreren.

Ook Polman haalt het onderzoek tijdens het interview graag aan, omdat het bijdroeg aan de enorme hoeveelheid kennis die er in die tijd werd opgedaan over de werking van zonnecellen en de latere praktische toepassingen in PV.

Zijn geliefde zonnecellen
Toch ging niet alles van een leien dakje in die periode. Holecsol maakte meer kosten dan dat het omzette, wat niet ongebruikelijk is voor een nieuw hightechbedrijf, maar het moederconcern Holec verkeerde in financiële moeilijkheden en besloot Holecsol daarom te verkopen.

“Holec dacht dat ze de markt vrij snel konden ontwikkelen en volumes genereren, maar dat viel tegen en daarom trokken ze zicht al in 1984 terug”, aldus van Zolingen. “Shell richtte Renewable Energy Systems (R&S) op, een 100 procent dochteronderneming van Shell, om een deel van de mensen, de activiteiten en de infrastructuur in Helmond over te nemen. R&S heeft een belangrijke rol gespeeld bij de ontwikkeling van PV in Nederland, ook aan de onderzoekskant.”

De samenwerking van AMOLF met Holecsol werd vanaf 1987 onder leiding van Sinke geïntensiveerd en was vooral gericht op het verbeteren van het relatief goedkoop multikristallijn silicium in de verwerking tot zonnecel.

“Een belangrijk resultaat was bijvoorbeeld dat in 1990 een celrendement van 13 procent werd bereikt, terwijl het celrendement in 1982 nog 9 procent was”, stelt Van Zolingen. “Het waren de onderzoeksresultaten uit deze samenwerking en de latere samenwerking met ECN, die bij R&S zijn geïmplementeerd.”

Daarbij kan Polman zich ook nog de “liefdevolle verbondenheid” van Sinke met de zonne-energietechnologie herinneren. “Ik heb hem nog wel eens horen spreken over zijn “geliefde zonnecellen”. Hij is altijd al bezig geweest met duurzaamheid”, zo vertelt Polman lachend.

“Zo kan ik me herinneren dat ik nog wel eens bij hem thuis ben geweest in Utrecht en dat hij plastic zakken aan de waslijn op het balkon had hangen. Die waste en recyclede hij dan.”

Van Sark kan zich de duurzaamheidsinspanningen ook nog wel herinneren. “Ik heb in Utrecht ooit een oude stoel van hem overgenomen, die heb ik nog jarenlang gebruikt. Mooi idee, omdat we later allebei leerstoelhouder zijn geworden. Toen we ooit eens in die hoedanigheid naast elkaar zaten gaf dat wel een heel dankbaar gevoel, vereerd om zo naast elkaar te mogen zitten. Dat we nu al zo ver zijn gekomen met zonne-energie, dat zijn we schatplichtig aan Sinke.”