Onderzoek toont aan dat nieuw ontwikkelde zonnecellen binnenkort beter kunnen presteren dan conventionele fotovoltaïsche technologie. Wetenschappers van het National Renewable Energy Laboratory (NREL) hebben de eerste zonnecel gedemonstreerd met een externe kwantumefficiëntie (EQE) van meer dan 100 procent voor fotonen met energieën in het zonnebereik. (De EQE is het percentage fotonen dat in het apparaat wordt omgezet in elektronen.) De onderzoekers zullen hun bevindingen presenteren op het AVS 59th International Symposium and Exhibition, gehouden 28 okt. - nov. 2, in Tampa, fla.

Terwijl traditionele halfgeleiders slechts één elektron van elk foton produceren, kristallijne materialen van nanometerformaat zoals kwantumdots vermijden deze beperking en worden ontwikkeld als veelbelovende fotovoltaïsche materialen. Een verhoging van de efficiëntie komt van kwantumstippen die energie oogsten die anders verloren zou gaan als warmte in conventionele halfgeleiders. De hoeveelheid warmteverlies wordt verminderd en de resulterende energie wordt gesluisd naar het creëren van meer elektrische stroom.

Door gebruik te maken van de kracht van een proces dat multiple exciton generation (MEG) wordt genoemd, konden de onderzoekers aantonen dat gemiddeld elk geabsorbeerd blauw foton kan tot 30 procent meer stroom genereren dan conventionele technologie toelaat. MEG werkt door efficiënt te splitsen en een groter deel van de energie in de hogere energiefotonen te gebruiken. De onderzoekers toonden een EQE-waarde van 114 procent aan voor 3,5 eV-fotonen, het bewijzen van de haalbaarheid van dit concept in een werkend apparaat.

Jozef Luther, een senior wetenschapper bij NREL, gelooft dat MEG-technologie de juiste richting is. “Aangezien de huidige zonneceltechnologie nog te duur is om volledig te concurreren met niet-hernieuwbare energiebronnen, deze technologie die gebruik maakt van MEG toont aan dat de manier waarop wetenschappers en ingenieurs denken over het omzetten van zonnefotonen in elektriciteit voortdurend verandert, Luther zei. "Er kan een kans zijn om de efficiëntie van een module drastisch te verhogen, wat zou kunnen resulteren in zonnepanelen die veel goedkoper zijn dan niet-hernieuwbare energiebronnen."