Kan deze nieuwe uitvinding fossiele brandstoffen voorgoed uitroeien?

Zonnepanelen kunnen efficiënter als de industrie de nieuwe ontdekking van onderzoekers van Lehigh University zou implementeren. De absorptie is veel hoger door een nieuw soort verbinding te gebruiken.

De nieuwe zonnecel zou een efficiëntie van 190 procent kunnen behalen. Het is nog een proof-of-concept, maar er wordt gebruikgemaakt van fotovoltaïstische technologie die wordt toegepast om een hoger rendement te behalen door zowel licht als warmte te gebruiken. Een fotovoltaïsche cel is de zonnecel die licht omzet in elektriciteit. De onderzoekers vangen met de nieuwe zonnecel energie op van zowel het gereflecteerde licht, de warmte als direct zonlicht. 

190 procent efficiënt

"In traditionele zonnecellen is de maximale EQE 100 procent externe kwantumefficiëntie, het aantal elektronen dat per invallend foton wordt uitgezonden. Dat staat voor het genereren en verzamelen van één elektron voor elk foton dat wordt geabsorbeerd uit zonlicht. Sommige geavanceerde materialen en configuraties die de afgelopen jaren zijn ontwikkeld, hebben echter aangetoond dat het mogelijk is om meer dan één elektron uit hoogenergetische fotonen te genereren en te verzamelen, wat neerkomt op een EQE van meer dan 100%," legt de Lehigh University uit.

"Er zijn twee soorten kwantumefficiëntie: interne en externe," leggen ze uit. "De externe kwantumefficiëntie (EQE) omvat de reflectieverliezen van de zonnecel. De interne kwantumefficiëntie (IQE) wordt gecorrigeerd voor de optische verliezen door reflectie aan de voorkant van de zonnecel.” Die EQE loopt in een conventionele zonnecel op tot 100 procent, maar dat kan dus worden overschreden. Bijvoorbeeld door een tweedimensionale verbinding van germaniumselenide en tinsulfide te vullen met atomen van nulwaardig koper. 

Een winst voor duurzame energieoplossingen

"Dit werk betekent een belangrijke sprong voorwaarts in ons begrip en de ontwikkeling van duurzame energieoplossingen, en benadrukt innovatieve benaderingen die de efficiëntie en toegankelijkheid van zonne-energie in de nabije toekomst opnieuw zouden kunnen definiëren," aldus Chinedu Ekuma, professor in de natuurkunde in het tijdschrift Science Advances.

Dit soort materiaal is nog niet op grote schaal beschikbaar, maar dat kan veranderen door de onderzoekers. Wel is er eerst nog meer onderzoek nodig.

Lees meer over zonne-energie.