Magie ontmaskerd

Het effect van een zonnecel wordt bepaald door de hoeveelheid elektronen die door het licht worden vrijgemaakt. Een belangrijke beperking van huidige zonnecellen is dat er per geabsorbeerd lichtdeeltje, genaamd foton, maar één elektron wordt gegenereerd. Het werd altijd aangenomen dat in halfgeleider nanokristallen, ook wel quantum dots, méér elektronen per foton gegenereerd konden worden dan in bulk materiaal.

Onderzoekers van het FOM-instituut AMOLF in Amsterdam, de universiteit van Lille (Frankrijk) en de Ben-Gurion Universiteit in Israël laten nu zien dat er, in tegenstelling tot alle verwachtingen, in bulk materiaal juist méér vrije elektronen per foton kunnen worden gecreëerd dan in quantum dots. Deze observatie heeft verregaande verwikkeling voor quantum dot zonnecellen. De FOM-onderzoekers  publiceren hun bevindingen in Nature Physics.

Zonnecellen berusten op het fotovoltaïsche effect waarbij absorptie van fotonen in een materiaal leidt tot vrije elektronen die stroom kunnen leveren. De efficiëntie van zonnecellen wordt in belangrijke mate beperkt door het gegeven dat per geabsorbeerd foton slechts één elektron wordt gegenereerd. Dat is een beperking omdat zichtbare fotonen in principe meer dan genoeg energie bezitten om twee à drie elektronen vrij te maken. Die ongebruikte fotonenergie gaat verloren als warmte.

bron: Stichting fom