Wetenschappers van de Western University hebben ontdekt dat een klein molecuul gemaakt met slechts 144 atomen goud de prestaties van zonnecellen met meer dan 10 procent kan verhogen. Deze bevindingen, onlangs gepubliceerd door het high-impact tijdschrift nanoschaal , vertegenwoordigen een baanbrekende innovatie die het potentieel heeft om zonne-energie mainstream te maken en de afhankelijkheid van de wereld van traditionele, op hulpbronnen gebaseerde energiebronnen, zegt Giovanni Fanchini van Western's Faculteit der Wetenschap .

Fanchini, de Canada Research Chair in op koolstof gebaseerde nanomaterialen en nano-opto-elektronica, zegt dat de nieuwe technologie gemakkelijk kan worden versneld en binnen een tot twee jaar kan worden geïntegreerd in prototypes van zonnepanelen en binnen vijf jaar in telefoons op zonne-energie.

"Elke keer dat u uw mobiele telefoon oplaadt, je moet hem aansluiten, " zegt Fanchini, een assistent-professor bij de afdeling Natuur- en Sterrenkunde van Western. "Wat als je mobiele apparaten zoals telefoons zou kunnen opladen, tablets of laptops onderweg? Het zou niet alleen handig zijn, maar de potentiële energiebesparingen zouden aanzienlijk zijn."

De westerse onderzoekers zijn al aan de slag gegaan met fabrikanten van zonnecomponenten om hun bevindingen te integreren in bestaande zonneceltechnologie en zijn enthousiast over het potentieel.

"Het Canadese bedrijfsleven heeft al een enorme knowhow op het gebied van zonne-energieproductie, " zegt Fanchini. "Onze uitvinding is modulair, een aanvulling op het bestaande productieproces, dus we anticiperen heel snel op een werkend prototype."

Nanoplasmonische verbeteringen maken, Fanchini en zijn team gebruiken 'gouden nanoclusters' als bouwstenen om een ​​flexibel netwerk van antennes te creëren op meer traditionele zonnepanelen om meer licht aan te trekken. Terwijl nanotechnologie de wetenschap is van het creëren van functionele systemen op moleculair niveau, nanoplasmonics onderzoekt de interactie van licht met en binnen deze systemen.

"Stel je een uiterst delicaat visnet van goud voor, " legt Fanchini uit, opmerkend dat de antennes zo minuscuul zijn dat ze zelfs met een conventionele optische microscoop onzichtbaar zijn. "Het visnet vangt het licht van de zon op en trekt het naar het actieve gebied van de zonnecel."

Volgens Fanchini, het spectrum van licht dat door goud wordt gereflecteerd, is gecentreerd op de gele kleur en komt overeen met het lichtspectrum van de zon, waardoor het superieur is voor dergelijke antennes, omdat het de hoeveelheid zonlicht die rechtstreeks in het apparaat valt, aanzienlijk versterkt.

"Goud is zeer robuust, bestand tegen oxidatie en niet gemakkelijk beschadigd, waardoor het het perfecte materiaal is voor langdurig gebruik, ", zegt Fanchini. "En goud kan ook worden gerecycled."

Het is al enige tijd bekend dat grotere gouden nanodeeltjes de prestaties van zonnecellen verbeteren, maar het westerse team behaalt resultaten met "een belachelijk klein bedrag" - ongeveer 10, 000 keer minder dan eerdere studies, dat is 10, 000 keer goedkoper ook.