Een onderzoeker van de George Washington University heeft geholpen om een prototype te ontwerpen en te bouwen voor een nieuwe zonnecel die meerdere cellen integreert die zijn gestapeld in een enkel apparaat dat bijna alle energie in het zonne-spectrum kan vastleggen.
Het nieuwe ontwerp dat een rendement heeft van 44,5% heeft de kans om de meest efficiënte zonnecel in de wereld te worden. De aanpak is anders dan de zonnepanelen die vaak op daken of in velden worden gezien. De nieuwe zonnecel maakt gebruik van lenzen om zonlicht te kunnen concentreren en filteren.
De studie, “GaSb-gebaseerde zonnecellen voor Full Solar Spectrum Energy Harvesting”, werd gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Energy Materials.
Werking
De gestapelde cel werkt bijna als een zeef voor zonlicht, waarbij de gespecialiseerde materialen in elke laag de energie van een specifieke golflengte absorberen. Tegen de tijd dat het licht door de stapel wordt geleid is bijna de helft omgezet in elektriciteit. Ter vergelijking verandert de meest voorkomende zonnecel vandaag slechts een kwart van de beschikbare energie in elektriciteit.
“Ongeveer 99 procent van het zonlicht dat het oppervlak van de Aarde bereikt heeft golflengtes van 250nm tot 2500nm (nm is nanometer). Maar de huidige materialen kunnen maar een gedeelte van dit spectrum gebruiken.
Onze nieuwe zonnecel het hele spectrum te benutten”.
Kosten
Deze bijzondere zonnecel is erg duur, maar onderzoekers vinden het belangrijk om de bovengrens van wat mogelijk is met betrekking tot rendement te tonen. Ondanks de huidige kosten van de betrokken materialen blijkt dat de techniek die gebruikt wordt om de cellen te creëren veelbelovend, zeggen onderzoekers.
Financiering
Het onderzoek is gebaseerd op de vooruitgang van het MOSAIC-programma, een onderzoeksproject van 24 miljoen dollar gefinancierd door de Advanced Research Projects Agency-Energy, die 11 afzonderlijke teams in de Verenigde Staten financiert die technologieën en concepten ontwikkelen om fotovoltaïsche prestaties te herzien en kosten te herstellen. Financiering voor dit type onderzoek is essentieel voor het ontwikkelen van levensvatbare commerciële technologie in de toekomst, aldus de onderzoekers.