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)


22 oktober 2014 15.51

Kivi introduceert meerwaarde voor ingenieurs

Kivi introduceert meerwaarde voor ingenieurs Kivi voert internationaal erkende kwalificaties in voor ingenieurs die in hun vak werkzaam zijn en zich erin blijven bekwamen. De ingenieursvereniging volgt daarbij de Britse zustervereniging.
22 oktober 2014 13.52

Spelenderwijs door de spelonken van EWI

Spelenderwijs door de spelonken van EWI Als tiener wil je niet meer aan het handje genomen worden. Dat bleek wel tijdens de open dagen bij EWI.

21 oktober 2014 13.19

Waar studeer je voor een appel en een ei?

Nu de basisbeurs verdwijnt, wordt het wellicht interessant om over de grens te kijken. In Scandinavië is studeren gratis, in Duitsland en Italië stukken goedkoper. Dat scheelt toch al gauw zo’n tweeduizend euro per jaar.
21 oktober 2014 13.04

Kwart miljoen inschrijvingen voor Delftse moocs

De massive open online courses die de TU Delft sinds september 2013 aanbiedt, trokken meer dan 250 duizend deelnemers. Toch is de belangstelling dit jaar minder groot.

21 oktober 2014 13.03

Vlaams collegegeld omhoog

Na maandenlange speculaties is de kogel door de kerk: in Vlaanderen stijgt het collegegeld van 619 naar 890 euro. Gisteren heeft de Vlaamse regering haar voorstel naar buiten gebracht.
21 oktober 2014 13.01

Nederlandse campus best groot

Nederlandse universiteiten hebben per student veel ruimte, vergeleken met Frankrijk, Duitsland en andere Europese landen. Vooral de vierkante meters van Wageningen springen in het oog.

  Meer