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)


23 oktober 2014 14.40

Gemeente: 'veiligheid Mijnbouwplein optimaal'

Gemeente: 'veiligheid Mijnbouwplein optimaal' De verkeerssituatie tussen de Sint Sebastiaansbrug en de TU-campus is op gezette tijden onoverzichtelijk, maar niet onveilig. Dat stelt het college van burgemeester en wethouders in een antwoord op vragen van een bezorgde burger.
23 oktober 2014 13.43

Dekker: 'Geen loting bij NWO'

Het is geen goed idee om onderzoeksgeld te gaan verloten, vindt staatssecretaris Sander Dekker. Hij verwerpt de hevige kritiek op de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderwijs (NWO).

23 oktober 2014 13.41

Fraude in de VS: alle sporters een ‘A’

Meer dan drieduizend studenten van een Amerikaanse topuniversiteit hebben veel te hoge cijfers gekregen. Vooral de sporters werden vaak gematst, blijkt uit een fraudeonderzoek.
23 oktober 2014 13.38

‘Mbo’ers dupe van nieuwe leenvoorwaarden’

Studentenvakbond LSVb en scholierenorganisatie JOB hebben weinig vertrouwen in de terugbetaalregels van het nieuwe leenstelsel. Mbo’ers zullen zich laten afschrikken door de nieuwe leenvoorwaarden, stellen ze.

23 oktober 2014 11.40

Fietsroute tussen Leiden, Delft en Rotterdam

Fietsroute tussen Leiden, Delft en Rotterdam Een fietsroute door Zuid-Holland, die onderweg prominente kennisinstellingen als de TU aandoet. Als het aan de PvdA-Statenfractie in Zuid-Holland ligt komt er zo’n ‘Sciencepad’ in de provincie.
23 oktober 2014 08.59

Register voor ingenieurs in de maak

Er komt een speciaal keurmerk voor ingenieurs die hun vak bijhouden. Zij worden opgenomen in een register en mogen zich straks chartered engineer of incorporated engineer noemen.

  Meer