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)


29 januari 2015 23.43

Verdachte binnendringen NOS zou TU-student zijn

Verdachte binnendringen NOS zou TU-student zijn De man die vanavond gewapend binnendrong bij de NOS, de 19-jarige Tarik Z. uit Pijnacker, zou aan de TU Delft studeren. Het Openbaar Ministerie wil dit niet bevestigen, maar intussen draait de geruchtenmachine op Twitter overuren.
29 januari 2015 16.55

TU dicht kritiek veiligheidslek in Linux

De dienst ICT is van woensdag op donderdag tot diep in de nacht bezig geweest een kritiek veiligheidslek te dichten in de ongeveer vierhonderd Linux-systemen die op de universiteit draaien. Het lek was een wereldwijd probleem. Het gevaar ...

29 januari 2015 16.45

​Studenten blij met topsportbeleid TU

De studentenraad heeft vanochtend ingestemd met het nieuwe topsportbeleid aan de TU. Wel wil de raad een overgangsregeling voor vijf studenten die straks door een strengere selectie geen topsportstatus meer hebben.
29 januari 2015 16.27

Minors barsten van creativiteit

Minors barsten van creativiteit Een robot die cocktails schudt, sieraden uit de 3D-printer en een wand die op de kleintjes let. Het zijn maar drie voorbeelden uit de presentaties van minor-projecten die donderdag 29 januari bij IO te zien waren.

29 januari 2015 15.10

​Allemaal twee minuten kritiek leveren op de Wetenschapsvisie

Iedereen had wel wat te melden over de wetenschapsvisie van het kabinet. Maar tijdens het gesprek met experts, gisteren in de Tweede Kamer, bleek vooral de voorgenomen reorganisatie van wetenschapsfinancier NWO een heet hangijzer.
29 januari 2015 13.13

Spookstudenten op TU door omzeilen wet (UPDATE)

De Utrechtse studentenunie Vidius heeft een manier gevonden voor aankomende masterstudenten om volgend studiejaar toch nog een basisbeurs te kunnen ontvangen: schrijf je tijdelijk in voor een master die inschrijven vóór 1 september 2015 ...

  Meer