nieuws

Efficiëntere zonnecellen met lichtval

bouwbreed Premium

Efficiëntere zonnecellen met lichtval

Met behulp van 3D-printtechnologie hebben natuurkundigen van de Universiteit Utrecht een ‘lichtval’ ontwikkeld voor zonnecellen. Daardoor benutten die een groter deel van het invallende zonlicht en neemt het rendement toe.

Dankzij de lichtval kunnen de zonnecellen zelf minder dik worden uitgevoerd terwijl ze meer licht absorberen. Het principe is geschikt voor alle soorten zonnecellen. Bij dunnefilmzonnecellen zonder een lichtval gaat bijvoorbeeld zo’n 20 procent van het zonlicht verloren omdat de zonnecel een deel van het licht niet absorbeert, maar reflecteert. De Utrechtse lichtval, een parabolische spiegel, concentreert het licht op de cel, maar kaatst bovendien het teruggekaatste licht dat op de onderkant valt opnieuw terug op de cel. “In feite vangen we zo vrijwel al het zonlicht op”, aldus promovendus Lourens van Dijk.

De winst die hiermee wordt behaald is afhankelijk van het type zonnecel en de golflengte van het licht. De onderzoekers lieten een absorptieverbetering van ongeveer 12 procent zien voor een organische zonnecel. Een belangrijk voordeel is dat zonnecellen hierdoor minder dik hoeven te zijn en zelfs efficiënter kunnen worden.

Het idee voor toepassing van parabolische spiegels voor lichtopsluiting in zonnecellen is niet nieuw, maar de realisatie ervan bleek complex. De spiegel moet perfect afgewerkt zijn, omdat anders alsnog verliezen optreden. De Utrechtse onderzoekers maken daarom de basis van de spiegel van plastic met een 3D-printer en behandelen die na om het oppervlak spiegelglad te maken.

Op hun 3D-geprinte vorm sputterden ze zilver, dat een hoge reflectie heeft. Ze werkten daarbij nauw samen met collega’s bij AMOLF en Solliance om de lichtval verder te optimaliseren.

Het gebruik van de 3D-printtechnologie maakte het voor de onderzoekers mogelijk om snel te experimenteren en verschillende vormen uit te proberen. Ze bouwden niet alleen parabolische spiegels in eierdoosachtige configuraties, maar ook spiegels met rechthoekige en honingraatvormige vorm. Die hebben het voordeel dat ze gemakkelijker te koppelen zijn tot modules geschikt voor grotere panelen. De onderzoeken met de spiegels openen volgens onderzoeksleider dr. Marcel Di Vece, de deur naar de ontwikkeling van heel nieuwe innovatieve zonnemodules. “Met ons onderzoek leggen we een fundament onder een goedkope en haalbare techniek om de efficiëntie van veel typen zonnecellente verbeteren”.

Reageer op dit artikel