Een zonnecel op nanoschaal, geïnspireerd op de coaxkabel, biedt een grotere efficiëntie dan alle eerder ontworpen nanotech-dunne-filmzonnecellen door de "dikke en dunne" uitdaging op te lossen die inherent is aan het opvangen van licht en het onttrekken van stroom voor zonne-energie, Onderzoekers van Boston College rapporteren in de huidige online editie van het tijdschrift Fysica Status Solidi .

De zoektocht naar een hoge energieconversie-efficiëntie in de meeste dunnefilmzonnecellen werd belemmerd door concurrerende optische en elektronische beperkingen. Een cel moet dik genoeg zijn om voldoende licht op te vangen, maar het moet dun genoeg zijn om stroom te onttrekken.

Natuurkundigen van het Boston College hebben een manier gevonden om de "dik en dun"-uitdaging op te lossen door middel van een zonne-architectuur op nanoschaal op basis van de coaxkabel, een radiotechnologieconcept dat teruggaat tot de eerste trans-Atlantische communicatielijnen die in het midden van de 19e eeuw werden aangelegd.

"Veel groepen over de hele wereld werken aan zonnecellen van het type nanodraad, de meeste gebruiken kristallijne halfgeleiders, " zei co-auteur Michael Naughton, een professor in de natuurkunde aan het Boston College. "Deze nanocoax-celarchitectuur, anderzijds, vereist geen kristallijne materialen, en biedt daarom belofte voor goedkopere zonne-energie met ultradunne absorbers. Met voortdurende optimalisatie, efficiënties die verder gaan dan wat dan ook wordt bereikt in conventionele vlakke architecturen, mogelijk zijn, terwijl kleinere hoeveelheden minder kostbaar materiaal worden gebruikt."

optisch, de zogenaamde nanocoax staat dik genoeg om licht op te vangen, maar zijn architectuur maakt hem dun genoeg om een ​​efficiëntere extractie van stroom, rapporteren de onderzoekers in de Rapid Research Letters van PSS. Dit maakt de nanocoax, uitgevonden aan het Boston College in 2005 en vorig jaar gepatenteerd, een nieuw platform voor lage kosten, hoog rendement zonne-energie.

Gemaakt van amorf silicium, de nanocoax-cellen leverden een stroomconversie-efficiëntie van meer dan 8 procent, die hoger is dan alle nanogestructureerde dunne-film zonnecellen tot nu toe, meldde het team.

De ultradunne aard van de cellen vermindert het door Staebler-Wronski licht geïnduceerde degradatie-effect, een groot probleem met conventionele zonnecellen van dit type, volgens de ploeg.