RUG-wetenschappers ontdekken een slimme truc om meer zonne-energie op te wekken

Een opstelling met laser voor ultrasnelle spectroscopie, het veld van RUG-onderzoeker Maxim Pshenichnikov. Foto: Maxim Pshenichnikov

Onderzoekers van de RUG hebben een eenvoudige manier gevonden om de energie die normaal gesproken verloren gaat in zonnepanelen toch in stroom om te kunnen zetten.

Zonnepanelen moeten precies de juiste hoeveelheid lichtenergie opvangen om goed te kunnen werken. Alleen dan wordt alle energie omgezet in stroom. Dat lukt niet altijd, waardoor zonnepanelen niet alle zonne-energie ook echt omzetten in stroom. Het is een probleem dat veel onderzoekers bezighoudt.

Hete elektronen

Een stukje achtergrondinformatie over hoe zonnepanelen werken. Zonnepanelen bestaan uit zonnecellen. In die zonnecellen absorberen zogeheten halfgeleiders de lichtenergie van de zon. Daardoor worden ‘energiepakketjes van het licht’ (elektronen) losgestoten die zich in één richting door de cel bewegen, waardoor er stroom door de cel gaat lopen.

Als die energiepakketjes te weinig energie hebben, gaan ze dwars door de zonnepanelen heen. Als ze daarentegen te veel energie hebben, ontstaan ‘hete elektronen’ met extra veel energie, maar daarvan gaat een flink deel verloren als warmte.

De RUG-onderzoekers bestudeerden samen met collega’s uit Singapore een systeem waarin een zogeheten perovskiet halfgeleider is gecombineerd met de organische stof bathophenanthorline (bphen). De onderzoekers gebruikten een laser om de elektronen in de nieuwe halfgeleider een energiestoot te geven. Zo konden ze kijken hoe de hete elektronen geabsorbeerd werden, aldus Maxim Pshenichnikov, hoogleraar ultrasnelle spectroscopie aan de RUG, en een van de onderzoekers.

Zonnecel

De experimenten lieten zien dat hete elektronen uit perovskiet snel en gemakkelijk door bphen werden geabsorbeerd. „Dat gebeurde zonder dat we de elektronen vertraagden, en in gewoon materiaal. Dus zonder extra trucjes konden we hete elektronen opvangen”, vertelt Pshenichnikov.

De volgende stap is een werkende zonnecel bouwen. De onderzoekers hebben op basis van de experimenten goede hoop dat dat lukt. Pshenichnikov: „De experimenten zijn uitgevoerd met een realistische hoeveelheid energie, vergelijkbaar met zichtbaar licht. De volgende uitdaging is om een echte zonnecel te bouwen waarin we beide materialen combineren.”

menu