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)


18 december 2014 22.05

Lager BSA voor topsporters

Sporten op topniveau en tegelijk studeren aan de TU. Er zijn tientallen studenten, voornamelijk roeiers, die dat doen. Met een nieuw topsportbeleid wil de universiteit hen helpen om beide te combineren.
18 december 2014 15.59

Studentenraad bezorgd over toekomst RAS

Een fulltime bestuursjaar gaat een student drieduizend euro meer kosten met de invoering van het leenstelsel, stelt de studentenraad. Ze dringt er bij het college van bestuur op aan uitgaven aan de regeling afstudeersteun (RAS) minimaal ...

18 december 2014 14.58

Ophokuren in het hoger onderwijs

Universiteiten en hogescholen moeten meer contacturen roosteren. Maar als die extra uren bestaan uit films kijken, hebben ze weinig om het lijf. “Je merkt dat de opleiding uren aan het opvullen is”, klagen studenten.
18 december 2014 14.55

Twijfels over onafhankelijkheid examencommissie

Waar kun je terecht als je je tentamencijfer te laag vindt, als je vrijstellingen wilt krijgen of als je overhoop ligt met je stagebegeleider? Bij de examencommissie. Maar studenten twijfelen aan de onafhankelijkheid.

18 december 2014 13.19

Zweedse schreeuwrage waait over naar Amsterdam

De Amsterdamse politie is gisteravond uitgerukt naar de studentenflats van Uilenstede. Er was een enorm geschreeuw gehoord. Het bleken studenten die een nieuwe manier hebben gevonden om van hun tentamenstress af te komen.
18 december 2014 12.01

Italiaanse in het veen

“Veen is een fascinerend materiaal. Het lijkt op sneeuw.” Professor Cristina Jommi vertelde over haar onderzoek naar de Nederlandse bodem tijdens haar intreerede op 17 december.

  Meer