Superefficiënte zonnecellen m.b.v. koolstofbuisjes

Vorige week ging er een gerucht door het Web dat een Nepalese student er in geslaagd zou zijn om (de melanine in) menselijk haar te begruiken als basismateriaal voor efficiente en duurzame zonnecellen. Ik heb daar niet over geschreven omdat ik twijfelde aan de waarheid van dit gerucht, zeker gezien de dubieuze bron waar het nieuws vandaan kwam. Een bron waar ik echter niet aan twijfel is het blad Science, en die kwamen onlangs met een interessant artikel. Drie wetenschappers van de Cornell University zijn er namelijk in geslaagd om koolstofbuisjes op nanoschaal te gebruiken als vervangen voor silicium. De buisjes bestaan uit een cillinder van koolstof (die slechts één laag moleculen dik is). Door de buisjes op verschillende plaatsen met (laser)licht te beschijnen, ging er een stroom doorheen lopen. De hoeveelheid stroom was evenredig met de hoeveelheid licht.

Nader onderzoek wees uit dat door de krappe cillinders de elektronen zich één voor één verplaatsen, terwijl ze ondertussen nieuwe elektronen exciteren, zodat weer meer stroom door het buisje gaat lopen. Bij de traditionele zonnecel gaat deze energie verloren als warmte, maar in dit geval wordt dus vrijwel alle licht-energie omgezet in stroom. Dat levert dus in potentie de ideale zonnecel.

Het onderzoek is vooralsnog een ‘proof of concept’; het laat zien dat (vrijwel) ideale zonnecellen haalbaar zijn, maar voorlopig zullen we tevreden moeten zijn met het relatief lage rendement van silicium. De koolstofbuisjes zijn namelijk nog lastig in bulk te produceren. Wanneer die drempel echter is overwonnen, betekent dit onderzoek een zeer grote stap voorwaarts voor het benutten van zonne-energie.

Bron: PhysOrg