Zonnecellen zijn hot, maar nog steeds niet heel erg goed in het omzetten van zonlicht in elektriciteit. Een vinding van het MIT kan dat veranderen.
Een belangrijk nadeel van de huidige generatie zonnepanelen is de efficiëntie. Die zit nu op zo’n 25 procent en dat betekent dat maar een kwart van de energie die ‘binnenkomt’ in elektriciteit wordt omgezet. Dat komt doordat een zonnecel nogal kieskeurig is. Als een foton (een lichtdeeltje) te weinig energie heeft, wordt het niet opgenomen en als het te veel heeft, gaat het overschot verloren als warmte. Een zonnecel kan per foton maar één elektron produceren en er wordt al jaren naar manieren gezocht om dat te veranderen.
Zie het filmpje voor de werking van een zonnecel.
Bij het Massachusetts Institute of Technology’s Center for Excitonics hebben ze mogelijk een oplossing gevonden. Marc Baldo van het MIT legt uit: “Alle fotovoltaïsche cellen werken het best bij licht van één bepaalde golflengte. Alle andere golflengtes gaan verloren als warmte. In plaats van de (energierijke) blauwe en groene fotonen om te zetten in één elektron met een hoog voltage, proberen wij ze te converteren in twee elektronen met elk een wat lager voltage.”
Op papier
Dat doen ze bij het MIT door de zonnecellen te voorzien van een laag pentaceen; een polycyclische aromatische koolwaterstof. Het brengt elke foton in een energierijkere toestand en genereert dan twee ‘energiepakketjes’, excitonen geheten. Die kunnen vervolgens worden omgezet in twee elektronen.
Wanneer het pentaceen als een soort coating op bestaande zonnecellen zou worden aangebracht, kan de efficiëntie volgens de onderzoekers al tot 30 of 31 procent oplopen. Fotovoltaïsche cellen die helemaal zijn gebaseerd op deze techniek zouden zelfs 46 procent kunnen halen. En dat zijn flinke stappen voor systemen waarbij een paar procent meer al een grote sprong voorwaarts betekent.
Maar zover is het nog niet. Baldo en zijn team hebben op papier bewezen dat het werkt. Nu de soms zo weerbarstige praktijk nog.
Bronnen: MIT, Scientific American, Tech News Daily