Amerikaanse en Chinese wetenschappers hebben naar verluidt de eerste zonnecel geproduceerd die volledig van koolstof is gemaakt.

Een van de problemen met zonnecellen is dat ze indium bevatten, een zeldzaam element dat kans loopt steeds duurder te worden omdat het in zoveel apparaten wordt gebruikt. Onderzoekers van de Stanford-universiteit, de Universiteit van Rochester (beide VS) en de Nankai-universiteit (China) hebben nu een zonnecel ontwikkeld die daar geen last van heeft. Deze is namelijk volledig gemaakt van ordinair koolstof.

Alhoewel: ordinair koolstof… De laag van de zonnecel die het zonlicht absorbeert, is gemaakt van koolstof nanobuisjes en buckyballs, oftewel: minuscule pijpjes en voetballetjes van koolstof. Deze laag zit gesandwicht tussen twee andere lagen (de elektroden), die gemaakt zijn van nanobuisjes en van grafeen (vellen koolstof met de structuur van kippengaas).

Gevoelig voor infrarood

De nieuwe zonnecel, waarover de onderzoekers hebben gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano, heeft helaas nog maar een efficiëntie van minder dan 1 procent. Een belangrijke reden daarvoor is dat de cel voornamelijk gevoelig is voor infrarood licht, dat minder energie met zich meedraagt dan zichtbaar licht. Wellicht dat andere vormen van koolstof hier iets aan kunnen doen bij toekomstige versies van de zonnecel.

Wat de nieuwe zonnecel wel mee heeft, is dat hij makkelijker geproduceerd kan worden dan conventionele zonnecellen. Ook is hij dankzij de gebruikte materialen goed bestand tegen hoge temperaturen en hoge spanning. Daardoor zijn er extreme omstandigheden denkbaar waarbij een gewone zonnecel niet functioneert, en een koolstof zonnecel – hoe inefficiënt ook – van pas zou kunnen komen. Desondanks blijft het puntje ‘efficiëntie verhogen’ hoog staan op het prioriteitenlijstje van de onderzoekers.

Bronnen: ACS Nano, Stanford University

Beeld: Mark Shwartz/Stanford University