Doorbraak in zonne-energie: nieuw model overtreft 80 jaar oude theorie in efficiëntie

AmsterdamNatuurkundigen van de Swansea Universiteit en Åbo Akademi Universiteit hebben een belangrijke doorbraak bereikt in zonne-energietechnologie. Zij ontwikkelden een nieuw model dat dunne-film zonnecellen verbetert. Al tachtig jaar bepaalde de Shockley-diodevergelijking hoe stroom door zonnecellen beweegt, maar dit nieuwe onderzoek verandert dat inzicht.

Waarom dit nieuwe model van belang is:

• Het verhoogt de efficiëntie van dunnefilm-zonnecellen.
• Het biedt een beter inzicht in ladingsverzameling en verliezen.
• Het vat het effect van "geïnjecteerde dragers" samen dat oude modellen over het hoofd zagen.
• Het is speciaal aangepast voor halfgeleiders met lage mobiliteit.

Dunne-filmzonnecellen worden gemaakt van flexibele, goedkope materialen. Tot voor kort waren deze materialen echter niet erg efficiënt. Een nieuwe studie toont aan hoe hun efficiëntie kan worden verbeterd door de juiste balans te vinden tussen lichtopvang en het minimaliseren van energieverlies.

Dr. Oskar Sandberg van de Åbo Akademi Universiteit in Finland verklaarde dat hun onderzoek belangrijke inzichten biedt in hoe ladingverzameling en energieomzetting werken in zonnepanelen met lage mobiliteit. Eerdere modellen hielden geen rekening met "geïnjecteerde dragers" afkomstig van de contacten, die recombinatie en efficiëntie beïnvloeden.

Universitair hoofddocent Ardalan Armin van de Swansea Universiteit legt uit dat traditionele modellen veel factoren over het hoofd zagen. Het nieuwe model lost dit op door een extra diodevergelijking toe te voegen, die rekening houdt met de invloed van geïnjecteerde dragers en hun recombinatie met fotogegeneerde ladingen.

Lees ook:

Gisteren · 23:37

Overleving zangvogels bedreigd door drogere winterhabitat

Volgens Dr. Sandberg is recombinatie bij reguliere silicium zonnecellen geen groot probleem omdat ze dikker zijn. Bij dunne-film zonnecellen, zoals organische panelen, bestaan er echter meer oppervlakken waar recombinatie gemakkelijker kan plaatsvinden.

Associate Professor Armin legde uit dat dunne filmcellen meer oppervlakte hebben in verhouding tot hun volume. Dit zorgt voor meer recombinatieproblemen dan bij siliciumcellen.

Dit nieuwe model draagt bij aan het verbeteren van dunne-film zonnecellen en fotodetectoren. Het verbetert bestaande apparaten en test de materiaaleigenschappen. Daarnaast kan het model helpen bij het trainen van machines om de prestaties van apparaten te optimaliseren.

Deze ontwikkeling betekent een belangrijke stap vooruit in de creatie van nieuwe dunne-film zonnecellen. Dit kan resulteren in hogere efficiëntie en betere prestaties.