<< error >> (our Markdown requires valid webpage links, not image links, see manual)

Nieuwe techniek brengt zonne-energie met nanoantennes dichterbij (tot 70% rendement)

Onderzoekers van de universiteit van Connecticut hebben een methode ontwikkeld die volgens hen het rendement van zonnecellen drastisch verbetert. Daarmee zouden zonnepanelen een serieus alternatief voor fossiele brandstof kunnen worden.

De techniek, die door de professoren Brian Willis en Darin Zimmerman van de Connecticut-universiteit werd ontwikkeld, maakt gebruik van nanoantennes. Met de techniek kan het rendement van zonnepanelen, of correcter: de fotovoltaïsche cellen in die panelen, in theorie worden opgeschroefd tot zeventig procent. Zonnepanelen met traditionele enkellaagssiliciumcellen halen slechts ongeveer twintig procent. Dat is met collectoren of het gebruik van triple junction-cellen op te krikken tot omstreeks veertig procent, maar dat maakt de panelen een stuk prijziger en het rendement is nog altijd veel lager dan wat Willis met zijn techniek claimt te halen.

RectennaDe fotovoltaïsche cellen van Willis en Zimmerman worden gemaakt met behulp van nanoantennes die licht absorberen en in gelijkstroom omzetten. Omdat ze gelijkstroom in plaats van wisselstroom leveren, worden ze ook wel 'rectenna', een combinatie van 'rectifier' of gelijkrichter en antenne, genoemd. De antennes bestaan uit twee delen die zo dicht bij elkaar gebracht zijn, dat een tunnel junction ontstaat die gevoelig is voor een bepaalde golflengte van licht. De rectenna's van de universiteit kunnen licht in een breed spectrum opvangen en converteren, wat aan het hoge rendement ten grondslag ligt.

De universiteit heeft een methode gevonden om rectenna's met de gewenste eigenschappen te produceren. Daarvoor wordt een techniek gebruikt die 'atomic layer deposition' genoemd wordt. Daarmee kunnen de nanoantennes met precisie gemaakt worden en kunnen de eigenschappen gewijzigd worden. Het team van Willis slaagde erin koperatomen op te dampen die de ruimte tussen de antennes tot slechts 1,5nm reduceren. Het team zoekt nog naar de juiste dimensies van de antennes en de ruimte tussen de antenneonderdelen. Het theoretische rendement is dan ook nog niet in de praktijk gerealiseerd, maar een prototype werd al wel gemaakt. Om hoge rendementen te halen, moeten de rectenna's echter nog een stuk kleiner gemaakt worden.

tweakers.net