(Phys.org)—Onderzoekers van het California Institute of Technology hebben een subsidie ​​van $ 2,4 miljoen ontvangen van het Amerikaanse Advanced Research Projects Agency for Energy (ARPA-E) om de haalbaarheid te bestuderen van het gebruik van een nieuwe techniek om meer energie uit zonlicht te halen. De subsidie ​​is gebaseerd op werk dat is beschreven door Harry Atwater en Albert Polman van Caltech in een artikel dat ze in het tijdschrift hebben gepubliceerd. Natuurmaterialen .

De meeste zonnepanelen die tegenwoordig worden gebruikt, volgen een sandwichbenadering waarbij lagen fotovoltaïsche halfgeleiders worden gestapeld - elk is ontworpen om de meeste energie uit een specifiek golflengtebereik te halen. Het probleem met deze benadering is dat de laag met de laagste stroom de hoeveelheid elektriciteit die kan worden opgewekt, beperkt. Daarom, efficiëntieniveaus voor de huidige zonnecellen lager zijn dan 20 procent. Om dit probleem te omzeilen, Atwater en collega's stellen een alternatieve benadering voor die het mogelijk maakt om maar liefst acht tot tien kleuren in het lichtspectrum te scheiden en elk naar een zonnecel te leiden die voor die specifieke golflengte is ontworpen.

De onderzoekers suggereren dat de technologie die betrokken is bij het scheiden en richten van verschillende golflengten van licht zo is geëvolueerd dat het nu mogelijk moet zijn om zonnecellen te maken die niet alleen veel efficiënter zijn - meer dan 50 procent - maar net zo goedkoop zijn als die vandaag verkocht. Als een voorbeeld noemen zij de vooruitgang die is geboekt met flat panel displays, die werken door verschillende golflengten van licht te sturen in zeer kleine (pixelgrote) apparaten.

Ze suggereren dat door nauwkeurig gestructureerde materialen te gebruiken om zonlicht in verschillende golflengten te sorteren, het zou mogelijk moeten zijn om elk naar een halfgeleider te sturen die is afgestemd om het meest efficiënt te zijn voor die golflengte. Het eindresultaat zou de opname van meer energie in het algemeen moeten zijn, waardoor uit dezelfde hoeveelheid zonlicht meer elektriciteit (en minder warmte) kan worden opgewekt.

Hun idee is natuurlijk niet helemaal nieuw, veel onderzoekscentra hebben zonnecellen gemaakt met zeer vergelijkbare ideeën. Wat nieuw is, is het idee dat de vooruitgang in nanomaterialen het mogelijk moet maken dat dergelijke cellen massaal worden geproduceerd op een manier die ze kosteneffectief maakt - en dat is wat het team van plan is het subsidiegeld te gebruiken om te ontdekken.

© 2013 Phys.org