‘Plasmonica’ voor efficiëntere zonnecellen

Zonnecellen zullen in de toekomst een steeds belangrijker deel van de elektriciteit genereren. Om aan die stijgende vraag te kunnen voldoen moeten de volgende generaties zonnecellen goedkoper worden en tegelijkertijd moet hun rendement omhoog. Het gebruik van metallische nanostructuren zou hieraan kunnen bijdragen. Metallische nanostructuren bezitten namelijk de unieke eigenschap dat ze een bepaald deel van het lichtspectrum kunnen absorberen en versterken doordat invallend licht de elektronen in het metalen oppervlak doet trillen. Dit fenomeen plasmonica genoemd, zou dus voor een betere absorptie van licht in de foto-actieve laag kunnen zorgen. En hoe beter de lichtabsorptie, hoe minder basismateriaal nodig is bij de productie van zonnecellen, en dus hoe goedkoper de zonnecel wordt.

Verschillende toepassingen

Plasmonica zou, behalve in zonnecellen, nog tot heel wat andere veelbelovende toepassingen kunnen leiden. Plasmonische golfgeleiders bijvoorbeeld, dit zijn ultrasmalle baantjes die licht transporteren, zouden de elektrische baantjes op een chip kunnen vervangen. Daardoor kunnen er nog veel kleinere chipstructuren worden gemaakt en kunnen we de functionaliteit en de rekenkracht van chips verder verhogen.

Met het FP7-project PRIMA willen Imec en zijn partners inzicht krijgen in de fysische mechanismen van metallische nanostructuren, en hoe zij voor een betere lichtabsorptie in het fotoactief materiaal van zonnecellen kunnen zorgen. Binnen het project zal ook bestudeerd worden hoe metallische nanostructuren best geïntegreerd worden in de zonnecellen. Tenslotte zal het productieproces en de omzettingsefficiëntie van zonnecellen met metallische nanostructuren vergeleken worden met die van de huidige industriële zonnecellen.