Quantumsplitsing stap naar betere zonnecel • Metaal Magazine Ga naar hoofdinhoud

Quantumsplitsing stap naar betere zonnecel

Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam en de
Stichting FOM zijn er in geslaagd om lichtdeeltjes te splitsen in fotonen van
lagere energie. Ze demonstreerden dit verschijnsel in systemen met silicium
nanokristallen. 

Het splitsen van fotonen kan een manier zijn om het rendement van zonnecellen aanzienlijk te verhogen en lichtbronnen efficiënter en dus zuiniger te maken. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in Nature Photonics van februari 2008. 
 
In Nature Photonics beschrijven de onderzoekers hoe ze het splitsen van energie tot stand hebben gebracht. Ze onderzochten twee verschillende systemen, bestaande uit silicium nanokristallen verspreid in siliciumdioxide. Eén daarvan was gedoteerd met erbiumatomen. Voor beide systemen bepaalden ze de zogenaamde relatieve quantumefficiëntie, de verhouding tussen geabsorbeerde fotonen en uittredende fotonen, bepaald voor verschillende excitatiegolflengtes. In het systeem gedoteerd met erbium absorberen de nanokristallen het binnengekomen licht en exciteren vervolgens met een bepaalde efficiëntie de omliggende erbiumatomen; die zenden daarop licht uit met een golflengte van 1,5 micrometer, wat de onderzoekers detecteerden.
 
Quantumefficiëntie
De relatieve quantumefficiëntie blijkt constant te zijn voor langere golflengtes, dus lage quantumenergie, tot een bepaalde drempelgolflengte. Voor hogere quantumenergieën (kortere golflengtes) blijkt de efficiëntie omhoog te gaan. Het geëxciteerde nanokristal blijkt twee verschillende erbiumionen te kunnen exciteren. De energie van het geabsorbeerde foton wordt dus gesplitst.
 
Opstap naar betere zonnecellen
Het fenomeen, door de onderzoekers SSQC (space separated quantum cutting) genoemd, kan zeer belangrijke consequenties hebben voor fotovoltaïsche zonne-energie. Theoretisch was al voorspeld dat als dit fenomeen zou kunnen worden gerealiseerd, het maximaal haalbare rendement van zonnecellen kan worden verhoogd van 30% naar ongeveer 44%, ofwel bijna 50% meer watt per vierkante meter. Dat zijn behoorlijke toenames en in het licht van de verwachte energieproblemen en de voorspelde klimaatsverandering een serieuze ontwikkeling.
 

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven