EO

Gesplitst licht geeft stabiele verbetering van zonnecellen

08 oktober 2018 om 10:00 uur

De singlet-splijting fotonenvermenigvuldiger zet hoog-energetische fotonen om in twee laag-energetische die door een zonnecel efficiënt in elektrische energie kunnen worden omgezet. Zonder singlet-splijting zou het hoog-energetische licht een groot deel van zijn energie verliezen aan warmte. Illustratie: Henk-Jan Boluijt

Natuurkundigen van Amolf en de Universiteit van Cambridge hebben met theoretische modellen een vergelijking gemaakt tussen twee veelbelovende technologieën om het rendement van zonnecellen te verbeteren: foton-vermenigvuldiging via singlet-splijting en tandem zonnecellen. Hoewel deze technologieën potentieel nagenoeg evenveel rendementsverbetering opleveren, blijkt singlet-splijting stabieler bij variaties in de weersomstandigheden. Daarnaast zijn voor singlet-splijting geen aanpassingen aan de siliciumtechnologie nodig, waardoor het zelfs kan worden gebruikt om bestaande zonnecellen te verbeteren.


"Er zijn twee veelbelovende strategieën die zonnecellen enorm kunnen verbeteren", zegt promovendus Moritz Futscher. "De eerste, tandem zonnecellen gebaseerd op hybrides van perovskiet en silicium , krijgt veel aandacht en wordt uitgebreid bestudeerd door wetenschappers in de hele wereld. Wij doen ook onderzoek naar perovskiet, maar we zijn tevens één van de weinige groepen die singlet-splijting onderzoeken."

 

De energie van fotonen veranderen

Singlet-splijting is een proces dat enkel plaatsvindt in organische halfgeleiders. Na absorptie van een foton met hoge energie, ontstaat een hoog-energetisch deeltje, een singlet exciton. Dit deeltje splitst zich in twee triplet excitons, met ongeveer de helft van de energie per stuk. "Met dit principe kun je uit elk hoog-energetisch foton twee fotonen met lagere energie creëren, die vervolgens worden uitgezonden naar een onderliggende zonnecel via kwantumdots. Op deze manier werkt singlet-splijting als foton-vermenigvuldiger."

 

Theoretische vergelijking

Futscher en zijn collega's vergeleken zonnecellen met singlet-splijting en silicium met tandem zonnecellen met perovskiet en silicium middels een theoretisch model, waarbij ze realistische omstandigheden gebruikten. "We weten dat tandem zonnecellen erg goed werken in zonnige gebieden, maar dat ze onder variabele weersomstandigheden veel minder goed presteren. Daarom hebben we het weer en het zonnespectrum meegenomen in onze vergelijking", zegt Futscher. "We ontdekten dat singlet fission in staat is om de beste silicium zonnecellen evenveel te verbeteren als met tandem zonnecellen mogelijk is. Daarnaast zagen we dat singlet fission ook bij veranderende weersomstandigheden een stabiele rendementsverbetering oplevert."

 

Eenvoudige upgrade

Dat zonnecellen met singlet-splijting potentieel even goed zijn als tandem zonnecellen - en onder sommige omstandigheden zelfs beter - maken ze tot een interessant alternatief. "Deze fotonenvermenigvuldigers zijn eenvoudig te maken. Het is in feite een dunne plastic folie die bovenop een zonnecel geplaatst kan worden. De technologie van de zonnecel zelf hoeft niet te worden aangepast", zegt Futscher. "Hoewel de resultaten het best zijn voor de nieuwste state-of-the-art zonnecellen, zou zo'n folie zelfs de prestaties van bestaande zonnecellen kunnen verbeteren, vooral in de wisselende weersomstandigheden die we in Nederland hebben."

 

Gerelateerd nieuws

Met de vuilniswagen naar kantoor

Met de vuilniswagen naar kantoor

Scania heeft een elektrisch zelfrijdend conceptvoertuig voor de stad ontworpen dat ’s ochtends en ’s avonds forenzen heen en weer kan brengen, overdag goederen distribueert en ’s nachts afval ophaalt.

Het eerste bemande waterstofvliegtuig ter wereld komt uit Delft

Het eerste bemande waterstofvliegtuig ter wereld komt uit Delft

AeroDelft, een studententeam van de TU Delft, is bezig met het ontwikkelen van het eerste bemande vliegtuig ter wereld dat aangedreven wordt door vloeibaar waterstof. Op woensdag 24 april heeft het team het ontwerp…

Boyan Slat krijgt concurrentie van een krab

Boyan Slat krijgt concurrentie van een krab

Aan de TU in Pisa is een robot-krab ontworpen die plastics uit de oceaan vist. Silver (Seabed-Interaction Legged Vehicle for Exploration and Research) is vorige week getest in de zee bij Meloria voor de Italiaanse kust.

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Groot bereik - wereldwijde toepassing - veilige gegevensoverdracht

Schmersal lanceert nieuw veiligheidslichtscherm met Bluetooth-interface Voor het eerst lanceert de Schmersal-groep een...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

19 juni 2019, Den Bosch

Power Electronics 2019

Het doel van dit seminar is de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis te tonen op het gebied...

19 juni 2019, Vianen

Instrumentatie & Analyse event

Het Instrumentatie & Analyse event gaat over de nieuwste ontwikkelingen en uitdagende...

Meer agendapunten »