Wetenschappers van de Universiteit van Luxemburg en van het Japanse elektronicabedrijf TDK rapporteren vooruitgang in fotovoltaïsch onderzoek:ze hebben een onderdeel verbeterd dat zonnecellen in staat zal stellen meer energie van de zon te gebruiken en zo een hogere stroom te creëren.

De verbetering betreft een geleidende oxidefilm die nu meer transparant is in het infraroodgebied. Soortgelijke pogingen waren al eerder gedaan, maar dit is de eerste keer dat deze films zijn gemaakt door middel van een proces in één stap en, tegelijkertijd, stabiel in de lucht.

"De films die aan de Universiteit van Luxemburg zijn gemaakt, hebben anderhalf jaar in de lucht gestaan ​​en zijn nog net zo geleidend als toen ze vers werden bereid", zegt prof. Susanne Siebentritt, hoofd van het laboratorium voor fotovoltaïsche energie aan de Universiteit van Luxemburg. "Het is een fantastisch resultaat, niet alleen voor zonnecellen, maar ook voor een reeks andere technologieën", zij voegt toe. Medewerkers van deze studie waren Dr. M. Hála, onderzoeksmedewerker in het laboratorium voor fotovoltaïsche energie en Shohei Fujii en Yukari Inoue, bezoekende wetenschappers van TDK.

Transparante geleidende oxiden worden gebruikt in elk apparaat dat elektronica en licht combineert, zoals LED's, zonnepanelen, fotodetectoren of zelfs aanraakschermen. Ze hebben de bijzonderheid om de eigenschappen van metalen te combineren, welke de best bekende elektrische geleiders zijn, met die van oxiden, die meestal transparant maar niet geleidend zijn, zoals bijvoorbeeld glas. In zonnecellen moet de film geleidend zijn omdat deze de bovenste elektrode vormt. Tegelijkertijd moet het transparant zijn om zonlicht de laag eronder te laten bereiken, waar de stroom wordt gevormd.

De oxiden die deze film vormen, kunnen geleidend worden gemaakt door bewust onzuiverheden toe te voegen. Zinkoxide met toegevoegd aluminium is een veelgebruikt voorbeeld. In dit geval, het aluminium voegt vrije elektronen toe aan het zinkoxide die verantwoordelijk zijn voor de geleidbaarheid. Echter, deze vrije elektronen absorberen ook infrarood licht. Dat betekent dat er minder zonne-energie door kan.

Het team van de Universiteit van Luxemburg en TDK hebben het proces dat is gebruikt om de film te maken aangepast om zuiver zinkoxide beter geleidend te maken. "Ons multidisciplinair team, profiteren van de uitwisseling van kennis tussen landen, kwam op het idee om een ​​extra component - nog een gasplasma - toe te voegen aan het zogenaamde sputterproces. Daardoor is het materiaal ook zonder aluminium geleidend", legt prof. Siebentritt uit.

Deze methode maakt het mogelijk om minder maar sneller bewegende vrije elektronen te hebben. "Met dit resultaat de geleidbaarheid is vergelijkbaar met die van aluminium, maar het zorgt voor een veel betere transparantie in het infraroodgebied, omdat minder vrije elektronen ook minder absorptie veroorzaken. Dat maakt zonnecellen efficiënter", voegt Dr. M. Hála toe. De bevindingen zijn nu gepubliceerd in het gerespecteerde tijdschrift " Vooruitgang in fotovoltaïsche energie ".