Zonnecelonderzoekers vangen licht met zilver

Delftse onderzoekers hebben aangetoond dat het rendement van dunne-film zonnecellen verbeterd kan worden met zilveren nanodeeltjes.

rtemagicc_dunnefilm_zonnecel.jpg.jpg

Onderzoekers uit de groep van Prof.dr.ir. Miro Zeman (Photovoltaic Materials and Devices, EWI) verwerkten de nanodeeltjes aan de achterkant van een dunne film zonnecel. Deze zonnecellen zijn zo dun - enkele micrometers - dat een deel van het licht er normaal gesproken dwars doorheen schijnt. De zilveren nanodeeltjes verstrooien het licht echter terug in de zonnecel, onder een dusdanige hoek dat een deel van de fotonen alsnog gebruikt kan worden om stroom mee op te wekken.

De onderzoekers publiceerden hun bevindingen op 3 juli op de website van het wetenschappelijke tijdschrift Nano Letters.

Tijdens hun experiment zagen de onderzoekers de stroomopbrengst door toevoeging van de nanodeeltjes toenemen van 13.1 milliampère per vierkante centimeter naar 15.1 milliampère per vierkante centimeter. Dat is een verbetering van ruim 15 procent.

Maar hoeveel efficiënter dunne film zonnecellen hierdoor uiteindelijk echt kunnen worden, is volgens dr.ir. Arno Smets, een van de auteurs, lastig te zeggen. "Met deze techniek valt vooral winst te behalen in het rode lichtspectrum met microkristallijne cellen. Die experimenten moeten we echter nog uitvoeren. Overigens is rendement niet het enige dat telt. Dankzij deze techniek kunnen we de zonnecellen drie maal dunner maken. Ze worden hierdoor veel goedkoper."

De onderzoekers maakten gebruik van het zogenaamde plasmonic effect van de zilveren nanodeeltjes. De nanodeeltjes verstrooien niet alleen door hun fysieke structuur het licht, maar ook dankzij de trillingen van hun vrije elektronen.

Deze manier van ‘light trapping’ is simpeler, goedkoper en beter op te schalen dan alternatieven zoals het met nanotechnologie ruw maken van het halfgeleidermateriaal, meent Smets.

Door de flexibele zonnecellen uit Delft ook nog eens te voorzien van een antireflectiecoating (te plaatsen bovenop het halfgeleidermateriaal) kan nog meer winst behaald worden. Wetenschappers van onder andere het Amolf instituut werken aan dergelijke coatings. 

Hairen Tan, Rudi Santbergen, Arno H. M. Smets, Miro Zeman. Plasmonic Light Trapping in Thin-film Silicon Solar Cells with Improved Self-Assembled Silver Nanoparticles, in: Nano Letters (website 3 juli 2012)


17 april 2014

Tentamentijd dwong betere wifi in UB af

De TU Delft Library is vorige week versneld aangesloten op nieuw back end voor het draadloze internet. Het systeem, dat zich in het datacentrum van de TU bevindt, heeft veel meer capaciteit. Die was met het oog op de huidige ...
17 april 2014

Hogescholen willen studenten strenger selecteren

Hogescholen moeten meer mogelijkheden krijgen om instroomeisen te stellen aan studenten. Die oproep deed Thom de Graaf, voorzitter van de Vereniging Hogescholen, zojuist aan minister Bussemaker.

17 april 2014

Lat omhoog, uitval omlaag: 'Lastig om balans te vinden'

Studentenorganisaties maken zich zorgen over de toegankelijkheid van het hoger onderwijs, instellingen worstelen met tegenstrijdige eisen. “Hoe verbeter je het rendement en blijf je toch voor iedereen toegankelijk?”
17 april 2014

Keuzegids Deeltijd gooit handdoek in de ring

De keuze voor een deeltijdopleiding wordt steeds eenvoudiger nu hun aantal in veel vakgebieden tot nul nadert. De Keuzegids Deeltijd & Duaal verschijnt vandaag waarschijnlijk voor het laatst.

17 april 2014

President Bolivia bezoekt TU

President Bolivia bezoekt TU De president van Bolivia, Evo Morales, bracht afgelopen dinsdagochtend een bliksembezoek aan de TU om de samenwerking tussen zijn land en de TU Delft te bespreken.
17 april 2014

‘De macht is aan de toezichthouder’

‘De macht is aan de toezichthouder’ Sprekers uit Finland, Denemarken en Frankrijk zijn de trekkers op het afscheidssymposium van John Groenewegen, hoogleraar economie van infrastructuren bij TBM, op vrijdag 23 mei in de aula.

  Meer