Energiezuinig licht, ook bekend als licht met lange golflengte of infrarood (IR) licht, heeft een breed scala aan toepassingen, waaronder nachtzicht, medische beeldvorming en thermische detectie. De materialen die worden gebruikt om energiezuinig licht om te zetten in bruikbare energie, zoals zonnecellen, zijn echter vaak inefficiënt. Dit komt omdat energiezuinig licht een lange golflengte en weinig fotonenenergie heeft, waardoor het moeilijk te absorberen en in elektrische energie om te zetten is.

Upcycling van energiezuinig licht

Eén manier om de efficiëntie van de conversie van energiezuinig licht te verbeteren, is door het te upcyclen, wat betekent dat het wordt omgezet in een nuttiger vorm van energie. Dit kan worden gedaan door een materiaal te gebruiken dat een hogere absorptiecoëfficiënt heeft voor energiezuinig licht en een lagere bandafstand-energie. Door een materiaal met een hogere absorptiecoëfficiënt te gebruiken, wordt meer energiezuinig licht geabsorbeerd en omgezet in elektrische energie. Door een materiaal met een lagere bandafstand-energie te gebruiken, zal de elektrische energie gemakkelijker uit het materiaal worden gehaald.

Nieuw ontwerp voor zeer efficiënte conversiematerialen

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een nieuw ontwerp ontwikkeld voor zeer efficiënte conversiematerialen die energiezuinig licht kunnen upcyclen. Het nieuwe ontwerp maakt gebruik van een combinatie van twee materialen:een halfgeleider en een metaal. De halfgeleider is verantwoordelijk voor het absorberen van het energiezuinige licht, terwijl het metaal verantwoordelijk is voor het onttrekken van de elektrische energie aan de halfgeleider.

De onderzoekers testten het nieuwe ontwerp met behulp van een verscheidenheid aan energiezuinige lichtbronnen, waaronder zonlicht, maanlicht en lichaamswarmte. De resultaten toonden aan dat het nieuwe ontwerp tot 80% van het energiezuinige licht in elektrische energie kon omzetten, wat een aanzienlijke verbetering is ten opzichte van de efficiëntie van bestaande energiezuinige lichtconversiematerialen.

Toepassingen van het nieuwe ontwerp

Het nieuwe ontwerp voor zeer efficiënte conversiematerialen heeft een breed scala aan mogelijke toepassingen, waaronder:

* Zonnecellen: Het nieuwe ontwerp zou kunnen worden gebruikt om zonnecellen te maken die efficiënter zijn in het omzetten van zonlicht in elektrische energie. Dit zou kunnen helpen de kosten van zonne-energie te verlagen en het een meer haalbare optie te maken voor het opwekken van hernieuwbare energie.

* Thermische beeldvorming: Het nieuwe ontwerp zou kunnen worden gebruikt om warmtebeeldcamera's te maken die gevoeliger zijn en een breder gezichtsveld hebben. Dit zou de veiligheid van brandweerlieden, politieagenten en andere eerstehulpverleners kunnen helpen verbeteren.

* Nachtzicht: Het nieuwe ontwerp zou kunnen worden gebruikt om nachtkijkers te maken die krachtiger zijn en een groter bereik hebben. Dit zou kunnen helpen het vermogen van soldaten, wetshandhavers en andere professionals om te zien bij weinig licht te verbeteren.

Conclusie

Het nieuwe ontwerp voor zeer efficiënte conversiematerialen, ontwikkeld door onderzoekers van MIT, heeft het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in de manier waarop we energiezuinig licht gebruiken. Dit zou kunnen leiden tot een breed scala aan nieuwe toepassingen, van efficiëntere zonnecellen tot gevoeligere warmtebeeldcamera's.