Rendementen voor zonnecellen van 110% tot 190%? Hier de ruwe opzet van die wondercellen (afb: Srihari M. Kastuar en Chinedu E. Ekuma/Advanced Science)

Het zal allemaal best wat onderzoekers van de Lehighuniversiteit in Bethlehem (VS) beweren, maar het lijkt toch erg onwaarschijnlijk dat je zonnecellen kunt maken met een rendement van meer dan 100%. Nu zitten combinaties van silicium- en perovskietcellen op iets meer dan 30%, maar onderzoekers rond Srihari Kastuar en Chinedu Ekuma dromen van rendementen van 110% tot 190%, doordat in hun zonnecellen meer elektronen tegelijk vrij zouden komen als de cellen worden getroffen door een foton. We hebben het dan over Cu_xGeSe/SnS en over wat zij kwantummateriaal noemen (wat dat dan ook moge wezen; as). Overigens praten de onderzoekers niet van rendementen maar van externe kwantumefficiëntie.
Voorlopig praten de twee onderzoekers alleen nog over theorie. Per foton zou meer dan een elektron vrijkomen (in de geleidingsband terechtkomen). In twee lagen, enkele nanometer dikke halfgeleiders (germaniumselenide en tinsulfide) frummelden de twee in hun berekeningen koperatomen. Daar kwamen die onwaarschijnlijke rendementen uit. Het feit dat hun artikel is opgenomen in een toch niet erg onbekend blaadje (Science Advances), doet vermoeden dat het niet helemaal nonsens is wat het tweetal beweert.
De Shockley-Queisser-limiet geeft aan dat het maximale rendement van zonnecellen zo’n 33% zou zijn. Bij de cellen van het tweetal zou dat dan 63% worden. Bovendien kunnen deze nieuwe zonnecellen tot 80% van het invallende zonlicht absorberen, variërend van het zichtbare licht tot ver in het infrarood (warmtestraling).

De praktijk

Of het echt zo extreem wordt moet de praktijk uitwijzen. Volgens de onderzoekers zijn de nodige productietechnieken beschikbaar, ook voor het maken van de extreem dunne laagjes germaniumselenide en tinsulfide en voor het inbrengen van de koperatomen. “Ons model is een veelbelovende kandidaat voor de ontwikkeling van de volgende generatie, hoog renderende zonnecellen”, stelt Ekuma zonder blikken of blozen (vermoed ik=as).

Bron: wissenschaft-aktuell.de