De veelgebruikte siliciumzonnecellen van vandaag zijn zwaar en omvangrijk, en nemen veel ruimte in beslag om stroom te produceren. nieuwere modellen, gemaakt van zachte materialen die flexibel en veelzijdig zijn, zijn goedkoper te produceren, maar ook veel minder efficiënt dan hun duurdere tegenhangers.

Susanna Thon, een Johns Hopkins-assistent-professor in elektrische en computertechniek, werkt aan de ontwikkeling van zonnecellen die betaalbaar en efficiënt zijn. "Als je zonneparken in steden wilt installeren, waar we eigenlijk stroom nodig hebben, u zou graag in staat zijn om deze echt zeer efficiënte technologieën te gebruiken, omdat dat de hoeveelheid oppervlakte zou verminderen die u nodig heeft om een ​​redelijke hoeveelheid stroom op te wekken. Maar ze zijn gewoon te duur, " zegt Thon. "En je kunt niet de goedkoopste materialen gebruiken, omdat ze gewoon niet zo goed werken op grote schaal."

Een paar jaar geleden, Thon had een idee om kosteneffectieve, schaalbare zonneconcentrators speciaal voor deze nieuwere modellen van zonnecellen. Traditionele zonneconcentrators gebruiken grote lenzen en spiegels om grote hoeveelheden licht op te vangen en op een kleiner gebied te concentreren. Thon en haar team namen dat concept, verwisselde de zware spiegels voor een licht siliconenhoudend plastic, en verkleinde de concentrators tot een gestroomlijnd vierkant van één inch. "We hebben het hele ontwerp geminiaturiseerd, " zegt ze. Met behulp van een microconcentrator, Ton zegt, zonnecellen kunnen meer licht absorberen en het vermogen tot 20 keer verhogen, of meer, afhankelijk van de specifieke toepassing.

Het team heeft 3D-geprinte mallen voor microconcentratorlensarrays - rasters van deze kleine concentrators - en maakte vervolgens lenzen van een flexibel siliconenpolymeer. Het resultaat is een dunne, transparant vel met bultjes in de vorm van een omgekeerde eierdoos die bovenop zonnecellen kan worden geplakt.

Deze compacte concentrators kunnen goedkoop en gemakkelijk worden geschaald om een ​​groter gebied te bestrijken, Ton zegt, waardoor ze veelbelovend zijn voor commercieel gebruik.

Thon en haar team hebben een patent aangevraagd voor hun oorspronkelijke ontwerp, en nu werken ze aan het verbeteren van de technologie om zowel direct als indirect zonlicht beter op te vangen. "Er is veel licht van de zon dat verstrooid wordt door wolken of gebouwen, of misschien wilt u een zonnecel aan de zijkant van een gebouw monteren, waar het niet altijd direct op de zon gericht zal zijn, " ze zegt.