(Phys.org) —Een nieuw soort papier dat is gemaakt van houtvezels en toch 96% transparant is, zou een revolutionair materiaal kunnen zijn voor zonnecellen van de volgende generatie. Afkomstig van planten, het papier is goedkoop en milieuvriendelijker dan de plastic substraten die vaak in zonnecellen worden gebruikt. Echter, het belangrijkste voordeel is dat het de afweging tussen optische transparantie en optische waas die de meeste materialen belast, overwint.

Een team van onderzoekers van de Universiteit van Maryland, de Zuid-Chinese Universiteit voor Technologie, en de Universiteit van Nebraska-Lincoln, hebben een paper over het nieuwe materiaal gepubliceerd in een recent nummer van Nano-letters .

Zoals de onderzoekers uitleggen, prestatievoordelen van zonnecellen wanneer materialen zowel een hoge optische transparantie hebben (om een ​​goede lichttransmissie mogelijk te maken) als een hoge optische waas (om de verstrooiing en dus de absorptie van het doorgelaten licht in het materiaal te vergroten). Maar tot nu toe, materialen met hoge transparantiewaarden (van ongeveer 90%) hebben zeer lage optische waaswaarden (van minder dan 20%).

Het nieuwe papier op houtbasis heeft een ultrahoge transparantie van 96% en een ultrahoge optische waas van 60%, wat de hoogste optische waaswaarde is die is gerapporteerd onder transparante substraten.

De belangrijkste reden voor deze goede prestatie op beide gebieden is dat het papier een nanoporeuze in plaats van microporeuze structuur heeft. Gewoon papier is gemaakt van houtvezels en heeft een lage optische transparantie vanwege de microholtes die zich in de poreuze structuur bevinden die lichtverstrooiing veroorzaken. In de nieuwe krant deze microporiën worden geëlimineerd om de optische transparantie te verbeteren. Om dit te doen, de onderzoekers gebruikten een behandeling genaamd TEMPO om de waterstofbruggen te verzwakken tussen de microvezels waaruit de houtvezels bestaan, waardoor de houtvezels opzwellen en ineenstorten tot een dichte, dicht opeengepakte structuur die nanoporiën bevat in plaats van microporiën.

"De papieren zijn gemaakt van lintachtige materialen die goed kunnen worden gestapeld zonder microholtes voor een hoge doorlaatbaarheid, maar met nanoporiën voor een hoge optische waas, " co-auteur Liangbing Hu, Universitair docent bij de afdeling Materials Science and Engineering aan de Universiteit van Maryland, vertelde Phys.org .

Om het papier te testen voor zonneceltoepassingen, de onderzoekers plakten het houtvezelpapier op het oppervlak van een siliciumplaat. Experimenten toonden aan dat het lichtoogstapparaat licht kan opvangen met een efficiëntieverhoging van 10%. Door de eenvoud van dit lamineerproces, zonnecellen die al zijn geïnstalleerd en in gebruik zijn, kunnen op dezelfde manier profiteren van de extra papierlaag.

Hoewel er andere papiersoorten zijn gemaakt van nanovezels, dit document demonstreert een veel hogere optische transmissie terwijl er veel minder energie en tijd voor verwerking wordt gebruikt. Met deze voordelen, de zeer transparante, high-haze papier zou een goedkope manier kunnen zijn om de efficiëntie van zonnepanelen te verbeteren, zonnedaken, en zonneramen.

"We willen graag samenwerken met zonnecel- en displaybedrijven om de toepassingen te evalueren, Hu zei. "We zijn ook geïnteresseerd in de productie van dergelijk papier."

© 2014 Fysio.org. Alle rechten voorbehouden.