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)


30 april 2015 18.11

​Promovendi doen onderzoek en staan voor de klas

De Universiteit Utrecht begint een experiment waarbij promovendi hun onderzoek combineren met een baan voor de klas. Zes promovendi gaan binnenkort aan de slag en uiteindelijk is er plek voor tien zogeheten ‘promodocs’.
30 april 2015 18.09

​Dromen en discussiëren over digitaal onderwijs

Kansen, obstakels en toekomstdromen. Ze kwamen woensdagavond allemaal aan bod bij een discussieavond van het Interstedelijk Studenten Overleg (ISO) over digitalisering van het onderwijs.

30 april 2015 16.28

Einde Sodexo-monopolie op TU

Eten en drinken op de campus. Veel medewerkers en studenten, vooral de internationale, klagen erover. De TU komt nu met een plan dat hen meer te kiezen geeft. Dat kost de universiteit naast een eenmalige investering in geschikte locaties ...
30 april 2015 14.19

​‘Tentamenboete’ oogluikend toegestaan

Opleidingen mogen twintig euro in rekening brengen als studenten zich te laat inschrijven voor een tentamen. Daartoe gaat minister Bussemaker de wet wijzigen en onderwijsinstellingen mogen erop vooruitlopen.

30 april 2015 14.04

Instemmingsrecht op verhuizing EPA-master

Geen adviesrecht, maar (verdergaand) instemmingsrecht op de verhuizing van de masteropleiding engineering and policy analysis (EPA) naar Den Haag. Dat heeft het college van bestuur de studenten- en de ondernemingsraad toegezegd, terwijl ...
30 april 2015 13.57

'Meer lucht in het hoger onderwijs’

De werkdruk in het hoger onderwijs is hoog. Daarom zou de overheid moeten investeren in ‘meer lucht in het hoger onderwijs’ en dus in het aannemen van meer docenten. Die uitspraak deed college van bestuurslid Anka Mulder gisteren ...

  Meer