Nieuws

Twee elektronen voor de prijs van één foton

De huidige silicium zonnecellen hebben een theoretisch efficiëntielimiet van ongeveer 30 %. Dat komt onder andere doordat hoogenergetische fotonen (lichtdeeltjes) van de zon hun energie gedeeltelijk omzetten in warmte. MIT-onderzoekers hebben een techniek ontwikkeld om die limiet te breken. Ze denken uit het energierijkere deel van het zonnespectrum (groen en blauw) twee keer zoveel elektrische stroom te kunnen op te wekken als gangbare zonnepanelen kunnen.

De ongewenste warmteproductie in zonnecellen ontstaat doordat elk inkomend foton maximaal één elektron vrij kan maken in de zonnecel. Zelfs fotonen die genoeg energie hebben om twee elektronen vrij te maken, moeten zich beperken tot één. De rest van hun energie komt vervolgens vrij als warmte.   

Met de nieuwe techniek kan een energierijk foton twee elektronen vrijmaken. De basis hiervoor werd zes jaar geleden ontwikkeld door dezelfde groep MIT-onderzoekers die toen aantoonden dat in het materiaal tetraceen de energie van één foton omgezet wordt in een ‘energiepakketje’ genaamd exciton. In tegenstelling tot elektronen kunnen excitonen in tweeën gesplitst worden. Zo kan de energie van één foton in twee excitonen resulteren.

Jarenlang was het lastig om de energie van excitonen over te dragen aan het silicium van de zonnecellen zodat het omgezet wordt in bruikbare elektriciteit. Dit hebben de onderzoekers nu voor het eerst voor elkaar gekregen door tussen het tetraceen en het silicium een dun laagje hafniumoxynitride te smeren van 0,8 nm dik. Dit laagje blijkt een ideale brug om de energie over te dragen.

De testopstelling van MIT was nog niet efficiënter dan de huidige zonnecellen, die ook de 30 % nog niet halen. Maar in theorie kan het efficiëntielimiet van zonnecellen met tetraceen en hafniumoxynitride omhoog naar 35 %.

Deel deze pagina
Gratis proefabonnement TW

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers TW

Ontvang de nieuwsbrief, binnenkort 2 keer per week!

Meld je nu aan!

Rijkswaterstaat Meet & Greet Projectmanagement

Op 30 september om 16 uur organiseert Rijkswaterstaat een meet & greet voor (toekomstige) projectmanagers die willen weten hoe het is om aan grote infrastructurele projecten te werken bij Rijkswaterstaat. Neem kennis van ons Integraal Projectmanagement Model (IPM) en  spreek informeel met projectmanagers onder genot van een hapje en drankje.  Kijk hier voor meer informatie

Vision & Robotics

Vision & Robotics is hét onafhankelijke vakblad voor machinebouwers, system integrators en eindgebruikers van productielijnen in de maak- en agro-/foodindustrie. 

Graag meer lezen over onderwerpen zoals robotica, sensoren, kunstmatige intellegentie en nog veel meer klik hier

Vision & Robotics heeft ook een nieuwsbrief! klik hier om je in te schrijven.

TW online gratis voor jongeren

TW Investeert in technisch onderwijs

Leerlingen tot 18 jaar lezen gratis TW. Meld je aan en ontvang 23 online edities per jaar geheel gratis!

Naar boven