(PhysOrg.com) -- Door de kleinste onderdelen aan te passen, een drietal ingenieurs van de Universiteit van Buffalo hoopt de hoeveelheid zonlicht die zonnecellen omzetten in elektriciteit drastisch te verhogen.

Met militaire collega's, de UB-onderzoekers hebben aangetoond dat het inbedden van geladen kwantumstippen in fotovoltaïsche cellen de elektrische output kan verbeteren door de cellen in staat te stellen infrarood licht te oogsten, en door de levensduur van foto-elektronen te verlengen.

Het onderzoek verscheen afgelopen mei online in het tijdschrift Nano-letters . Het onderzoeksteam omvatte Vladimir Mitin, Andrei Sergeev en Nizami Vagidov, faculteitsleden van de afdeling elektrotechniek van de UB; Kitt Reinhardt van het Air Force Office of Scientific Research; en John Little en geavanceerde nanofabricage-expert Kimberly Sablon van het U.S. Army Research Laboratory.

Mitin, Sergeev en Vagidov hebben een bedrijf opgericht, OPtoElectronic Nanodevices LLC. (OPEN LLC.), om de innovatie op de markt te brengen.

Het idee om kwantumstippen in zonnepanelen in te bedden is niet nieuw:volgens Mitin wetenschappers hadden ongeveer tien jaar geleden voorgesteld dat deze techniek de efficiëntie zou kunnen verbeteren door panelen onzichtbaar te laten oogsten, infrarood licht naast zichtbaar licht. Echter, intensieve inspanningen in deze richting hebben tot nu toe beperkt succes gehad.

De UB-onderzoekers en hun collega's hebben niet alleen met succes ingebedde kwantumstippen gebruikt om infraroodlicht te oogsten; ze hebben de technologie een stap verder gebracht, door selectieve doping toe te passen, zodat kwantumdots in de zonnecel een aanzienlijke ingebouwde lading hebben.

Deze ingebouwde lading is gunstig omdat het elektronen afstoot, hen dwingen om rond de kwantumstippen te reizen. Anders, de kwantumstippen creëren een kanaal van recombinatie voor elektronen, in wezen "vangen" bewegende elektronen en voorkomen dat ze bijdragen aan elektrische stroom.

De technologie heeft het potentieel om de efficiëntie van zonnecellen tot 45 procent te verhogen, zei Mitin, een SUNY Distinguished Professor. Via UB's Office of Science, Technologieoverdracht en economisch bereik (STOR), hij en zijn collega's hebben voorlopige octrooiaanvragen ingediend om hun technologie te beschermen.

"Schone technologie zal de regio echt ten goede komen, de staat, het land, Mitin zei. "Met hoogrenderende zonnecellen, consumenten kunnen geld besparen en aanbieders kunnen een kleiner zonneveld hebben dat meer energie produceert."

Mitin en zijn collega's hebben al aanzienlijke hoeveelheden tijd geïnvesteerd in het ontwikkelen van de kwantumstippen met een ingebouwde lading, genaamd "Q-BIC's." Om de technologie verder te verbeteren en op de markt te brengen, OPEN LLC is nu op zoek naar financiering van particuliere investeerders en federale programma's.