Silicium-nanokristal genereert twéé elektronen per foton

Silicium zonnecellen kunnen veel efficiënter worden wanneer het silicium wordt verdeeld in de vorm van nanokristallen (‘quantum dots’). Elk invallend foton kan dan net één, maar twee of zelfs drie elektronen vrijmaken, zo melden onderzoekers van het National Renewable Energy Laboratory (Golden, Colorado) in het tijdschrift Nano Letters.

Het werkt voorlopig alleen met licht uit het blauwe en (ultra)violette deel van het spectrum, met een maximale golflengte van 420 nm.

Het effect, dat bekend staat als ‘multiple exciton generation’ is eerder waargenomen in quantum dots van andere, meer exotische halfgeleidermaterialen. Dat het ook met silicium kan, is nieuw. Het zou een doorbraak kunnen betekenen bij de ontwikkeling van betaalbare zonnepanelen.

Uit berekeningen blijkt dat een nanokristal-zonnepaneel maximaal 44 procent van de opgevangen zonne-energie moet kunnen omzetten in elektriciteit. Wanneer je spiegels gebruikt om het licht een factor 500 te ‘concentreren’ kom je zelfs uit op 68 procent. De huidige zonnecellen komen in theorie al niet verder dan respectievelijk 33 en 40 procent. In de praktijk scoren ze nog veel minder.

Bovendien zijn de nanokristallen haast nog gemakkelijker te maken dan de grote monokristallen in de huidige zonnecellen.

bron: NREL, MIT Technology Review

Onderwerpen