Zonnecelonderzoekers vangen licht met zilver

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

/uploads/delta.tudelft.nl/delta_articles/25480/image/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)


24 november 2014 15.45

​Vlaams hoger onderwijs keurt zelf opleidingen

In Vlaanderen komt medio 2015 een einde aan de NVAO-keuring van afzonderlijke opleidingen in het hoger onderwijs. Hogescholen en universiteiten krijgen meer vrijheid.
24 november 2014 12.33

Akkoord over compensatie gratis ADSL

Akkoord over compensatie gratis ADSL TU-medewerkers krijgen vanaf januari 2015 een vergoeding van in totaal maximaal 47 euro per maand. Dat is het resultaat van onderhandelingen tussen de TU en de vakbonden. De vergoeding komt in plaats van onder meer gratis ADSL.

24 november 2014 11.15

​Student vermist na toets TU Delft

​Student vermist na toets TU Delft De Groningse student Erik Deenen, die een dag per week Bouwkundevakken aan de TU Delft volgt, wordt sinds donderdag vermist.
24 november 2014 06.47

​‘Studenten betalen straks meer voor gas en licht’

Als de minister niet ingrijpt, krijgen veel studenten een hogere energierekening, waarschuwen huisvesters. Wie een eigen voordeur heeft, moet ook zijn eigen gas en licht gaan regelen.

20 november 2014 15.34

​Akkoord met uitgever Springer over open access

Wetenschappers van Nederlandse universiteiten kunnen voortaan open access publiceren in tijdschriften van uitgeverij Springer. De VSNU verwacht dat er meer uitgeverijen volgen.
20 november 2014 12.36

​Londens studentenprotest eindigt in rellen

De Londense politie heeft gisteren elf mensen gearresteerd tijdens het studentenprotest tegen hoge collegegelden. De verder rustig verlopen demonstratie eindigde in rellen op Parliament Square.

  Meer