Nieuwe efficiënte zonnecel ontwikkeld

Wetenschappers van het Amerikaanse National Renewable Energy Laboratory (NREL) hebben het wereldrecord van de efficiëntste zonnecel verbroken. Maar liefst 40,8% van het invallende licht werd door de cel omgezet in elektriciteit, iets dat nog nooit vertoond is. De metingen werden verricht onder het geconcentreerde licht van 328 zonnen, waarbij één zon ongeveer gelijkstaat aan de hoeveelheid zonlicht die de aarde in een zonnige dag ontvangt. De nieuwe cel is een goede kandidaat voor toepassing in de ruimtevaart en in aardse zonnecollectoren die met geconcentreerd licht werken.

Zonnecel

De nieuwe cel wijkt behoorlijk af van de vorige recordhouder; een cel die ook ontwikkeld werd in het NREL. In plaats van een Germanium wafel als bodem te gebruiken, is dit keer gekozen voor een mengels van Gallium Indium Fosfide en Gallium Indium Arsenide. Het zonlicht wordt gesplitst in drie gelijke delen, die elk in één van de gebieden van de cel worden geabsorbeerd. Dit wordt bewerkstelligd door de zonnecel op een basis van Gallium Arsenide te laten ‘groeien’, deze om te draaien en vervolgens los te maken van de wafel. Het resultaat is extreem dun en licht en vertegenwoordigt een nieuwe type zonnecellen met voordelen op gebied van prestatie, ontwerp en kosten.

Mark Wanlass van NREL ontwikkelde de originele ‘omgedraaide’ cel, welke recentelijk een R&D 100-prijs in de wacht sleepte. Zijn ontwerp werd aangepast door een team onder leiding van John Geisz. De efficiëntie werd met name verhoogd dankzij het gebruik van zogenaamde metamorfe materialen, waarvan de atomen in tegenstelling tot een normaal kristal niet netjes uitgelijnd zijn. De materiaaleigenschappen die dit met zich meebrengt, staan een hogere conversiegraad toe.