Onderzoekers zeggen dat de doorbraak zou kunnen leiden tot de productie van dunnere, lichtere en flexibelere zonnepanelen die kunnen worden gebruikt om meer huizen van stroom te voorzien en die in een breder scala aan producten kunnen worden gebruikt.
De studie --onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van York en uitgevoerd in samenwerking met de NOVA Universiteit van Lissabon (CENIMAT-i3N) - onderzocht hoe verschillende oppervlakteontwerpen de absorptie van zonlicht in zonnecellen, die samen zonnepanelen vormen, beïnvloeden.
Wetenschappers ontdekten dat het dambordontwerp de diffractie verbeterde, waardoor de kans groter werd dat licht wordt geabsorbeerd, wat vervolgens wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken.
De duurzame energiesector is voortdurend op zoek naar nieuwe manieren om de lichtabsorptie van zonnecellen in lichtgewicht materialen te vergroten die kunnen worden gebruikt in producten van dakpannen tot bootzeilen en kampeeruitrusting.
Silicium van zonnekwaliteit – gebruikt om zonnecellen te maken – is zeer energie-intensief om te produceren, dus het creëren van slankere cellen en het veranderen van het oppervlakteontwerp zou ze goedkoper en milieuvriendelijker maken.
Dr. Christian Schuster van het Departement Natuurkunde zei: "We hebben een eenvoudige truc gevonden om de absorptie van dunne zonnecellen te vergroten. Uit ons onderzoek blijkt dat ons idee feitelijk kan wedijveren met de absorptieverbetering van meer geavanceerde ontwerpen - terwijl het ook meer licht diep in de zon absorbeert." vlak en minder licht nabij de oppervlaktestructuur zelf.
"Onze ontwerpregel voldoet aan alle relevante aspecten van lichtvangst voor zonnecellen en maakt de weg vrij voor eenvoudige, praktische en toch uitstekende diffractieve structuren, met een potentiële impact die verder gaat dan fotonische toepassingen.
"Dit ontwerp biedt potentieel om zonnecellen verder te integreren in dunnere, flexibele materialen en daardoor meer mogelijkheden te creëren om zonne-energie in meer producten te gebruiken."
De studie suggereert dat het ontwerpprincipe niet alleen van invloed zou kunnen zijn op de zonnecel- of LED-sector, maar ook op toepassingen zoals akoestische geluidsschermen, windschermpanelen, antislipoppervlakken, biosensortoepassingen en atomaire koeling.
Dr. Schuster voegde toe:“In principe zouden we tien keer meer zonne-energie inzetten met dezelfde hoeveelheid absorbermateriaal: tien keer dunnere zonnecellen zouden een snelle uitbreiding van fotovoltaïsche zonne-energie mogelijk kunnen maken, de productie van zonne-energie kunnen verhogen en onze ecologische voetafdruk aanzienlijk kunnen verkleinen.
"Omdat het raffineren van de grondstof silicium zo'n energie-intensief proces is, zouden tien keer dunnere siliciumcellen niet alleen de behoefte aan raffinaderijen verminderen, maar ook minder kosten, waardoor onze transitie naar een groenere economie wordt versterkt."
Uit gegevens van het Department for Business, Energy & Industrial Strategy blijkt dat hernieuwbare energie – inclusief zonne-energie – in de eerste drie maanden van 2020 47% van de Britse elektriciteitsopwekking uitmaakte.
Posttijd: 12 april 2023