Wetenschappers hebben een nieuwe techniek bedacht om zichtbaar licht om te zetten in ultraviolet (UV) licht door gebruik te maken van een vast halfgeleidend materiaal. Deze ontdekking heeft het potentieel om de manier waarop we zonne-energie opvangen en gebruiken fundamenteel te veranderen.

Zonnecellen zijn tegenwoordig een normaal verschijnsel, maar ze zijn beperkt in de soorten licht die ze in elektriciteit kunnen omzetten. Standaardzonnepanelen kunnen zichtbaar licht effectief opvangen, maar een groot deel van de zonne-energie bevindt zich in het niet-zichtbare UV-bereik, wat deze cellen niet efficiënt kunnen gebruiken.

De onderzoekers hebben in een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Science aangetoond dat een specifiek halfgeleidend materiaal genaamd beta-galliumoxide (β-Ga2O3) efficiënte opconversie-eigenschappen vertoont, waarbij meerdere fotonen met lagere energie worden omgezet in één enkel foton met hogere energie. Door dit proces kan het materiaal zowel zichtbaar als UV-licht opvangen en dit allemaal omzetten in bruikbare energie.

Dr. Jingjing Li, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Cambridge en hoofdauteur van de studie, legde uit:“Wat dit materiaal zo uniek maakt, is dat het bij kamertemperatuur een efficiënte opconversie kan bereiken, wat betekent dat het kan worden geïntegreerd in praktische zonnecelapparaten. ."

De onderzoekers demonstreerden de effectiviteit van het materiaal door een prototype te bouwen en de prestaties ervan te vergelijken met een conventionele zonnecel gemaakt van het veelgebruikte materiaal silicium. De β-Ga2O3-cel vertoonde een toename van 20% in de elektriciteitsproductie, wat het superieure vermogen benadrukt om een ​​breder spectrum aan zonlicht op te vangen en om te zetten.

Professor Sir Richard Friend, van Cavendish Laboratory, Universiteit van Cambridge, en senior auteur van de studie, benadrukte de potentiële impact van deze ontdekking. "Ons werk vertegenwoordigt een belangrijke stap voorwaarts in het ontsluiten van het volledige potentieel van zonlicht", zei hij. "Door de kracht van het onzichtbare UV-spectrum vast te leggen, openen we nieuwe mogelijkheden voor efficiëntere en kosteneffectievere zonnepanelen."

Het onderzoeksteam richt zich nu op het verfijnen van de eigenschappen van hun halfgeleidende materiaal en het verder optimaliseren van de efficiëntie van hun opconversieproces. Ze geloven dat hun technologie het potentieel heeft om op grote schaal te worden geïntegreerd in de volgende generatie zonnecellen en een revolutie teweeg te brengen in de efficiëntie van zonne-energiesystemen.

In een wereld die wordt geconfronteerd met toenemende vraag naar energie en zorgen over het milieu, houdt deze vooruitgang in het benutten van de kracht van zonlicht een enorme belofte in voor een duurzame en efficiënte energieproductie.