ADVERTENTIE

Singlet-Fission-zonnecel: een efficiënte manier om zonlicht om te zetten in elektriciteit

ENGINEERING & TECHNOLOGIESinglet-Fission-zonnecel: een efficiënte manier om zonlicht om te zetten in elektriciteit

Wetenschappers van het MIT hebben bestaande siliciumzonnecellen gesensibiliseerd door de singlet-exciton-splijtingsmethode. Dit kan de efficiëntie van zonnecellen verhogen van 18 procent tot wel 35 procent, waardoor de energie-output wordt verdubbeld en de kosten van zonnetechnologie worden verlaagd.

Het wordt noodzakelijk om onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen en technologieën te bouwen voor een duurzame toekomst. Zonne-energie is een hernieuwbare bron van energie-niveau waar het licht van de zon wordt omgezet in elektrische energie. Zonnepanelen zijn meestal gemaakt van silicium dat een fotovoltaïsch proces gebruikt om zonlicht om te zetten in elektriciteit. Er worden ook tandemcellen ontworpen die over het algemeen perovskietencellen bevatten, waarbij elk deel van de zonnecellen de energie van de zon uit zijn gevarieerde spectrum kan benutten en dus een hoger rendement heeft. Zonnecellen die tegenwoordig beschikbaar zijn, worden beperkt door hun efficiëntie, die slechts 15-22 procent is.

Een studie gepubliceerd op 3 juli in NATUUR heeft aangetoond hoe silicium zonne- celefficiëntie kan worden verhoogd tot 35 procent door een effect toe te passen dat singlet-exciton-splijting wordt genoemd. In dit effect kan een enkel lichtdeeltje (foton) twee elektron-gatparen genereren in plaats van slechts één. Enkele exciton-splijting wordt in veel materialen gezien sinds de ontdekking ervan in de jaren zeventig. De huidige studie had tot doel dit effect voor het eerst te vertalen in een levensvatbare zonnecel.

Onderzoekers brachten het enkelvoudige exciton-splijtingseffect van tetraceen - een bekend materiaal dat het vertoont - over in kristallijn silicium. Dit materiaal tetraceen is een koolwaterstof organische halfgeleider. De overdracht werd bereikt door een extra dunne laag hafniumoxynitride (8 angstrom) tussen de excitonische tetraceenlaag en siliciumzonnecel te plaatsen en te koppelen.

Deze kleine hafniumoxynitridelaag fungeerde als een brug en maakte de opwekking van hoogenergetische fotonen in de tetraceenlaag mogelijk, die vervolgens de afgifte van twee elektronen in de siliciumcel veroorzaakte, in tegenstelling tot de gebruikelijke. Deze sensibilisatie van siliciumzonnecel verminderde thermalisatieverliezen en maakte een betere gevoeligheid voor licht mogelijk. De energie-output van de zonnecellen verdubbelde naarmate er meer output werd gegenereerd uit groene en blauwe delen van het spectrum. Dit kan het rendement van zonnecellen verhogen tot wel 35 procent. De technologie verschilt van de tandemzonnecellen omdat het alleen meer stroom aan het silicium toevoegt zonder extra cellen toe te voegen.

De huidige studie heeft geïmproviseerde singlet-splijting siliciumzonnecellen aangetoond die verhoogde efficiëntie kunnen vertonen en dus de totale kosten van energieopwekking van zonnetechnologie kunnen verlagen.

***

{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}

Bron (nen)

Einzinger, M. et al. 2019. Sensibilisatie van silicium door singlet-excitonsplijting in tetraceen. Natuur. 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4

SCIEU-team
SCIEU-teamhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Wetenschappelijk Europees® | SCIEU.com | Aanzienlijke vooruitgang in de wetenschap. Impact op de mensheid. Inspirerende geesten.

Schrijf je in voor onze Nieuwsbrief!

Om op de hoogte te blijven van het laatste nieuws, aanbiedingen en speciale aankondigingen.

- Advertentie -

Meest populaire artikelen

Genetica van COVID-19: waarom sommige mensen ernstige symptomen ontwikkelen

Gevorderde leeftijd en comorbiditeiten staan ​​bekend als hoog...

Stonehenge: De Sarsens afkomstig uit West Woods, Wiltshire

De oorsprong van sarsens, de grotere stenen die...
- Advertentie -
99,770FansLike
69,706volgersVolg
6,319volgersVolg
31abonneesAanmelden