Wetenschappers verdubbelen rendement transparante zonnecel

Onderzoekers van de University of California, Los Angeles (UCLA) hebben een doorbraak bereikt in het verhogen van het rendement van hun transparante zonnecel. Deze zonnecel ontwikkelden ze vorig jaar en kan op (dak)ramen, smartphoneschermen en andere oppervlakken worden gebruikt om energie te sprokkelen van de zon.

De nieuwe zonnecel bestaat uit twee dunne polymeer zonnecellen die zonlicht verzamelen en omzetten in energie. Volgens de onderzoekers is het rendement van het nieuwe apparaat veel hoger dan voorgaande apparaten. Dit omdat de twee lagen meer licht absorberen, maar ook omdat het een breder gebied uit het lichtspectrum gebruikt. Ook een toevoeging van een speciale laag tussen de twee cellen om energieverlies tegen te gaan draagt bij aan het verhoogde rendement.

2012 versus nu

Het ‘tandem-structure transparent organic photovoltaic' (TOPV) apparaat werd in 2012 bij UCLA ontwikkeld. Toentertijd kon de TOPV ongeveer 4 procent van de energie van de zon omzetten in elektrische energie. De nieuwe zonnecel haalt een rendement van 7,3 procent.

Toepassingen

De onderzoekers geven aan dat de nieuwe zonnecellen gebruikt kunnen worden als een stroomopwekkende laag op ramen en smartphones, zonder dat het lichtdoorlatend vermogen wordt aangetast. De cellen kunnen zo geproduceerd worden dat ze lichtgrijs, -groen of -bruin ogen en beter samengaan met bestaande architectuur en ontwerpen.

Het onderzoek werd 26 juli online gepubliceerd door Energy & Environmental Science en zal op termijn verschijnen in een papieren editie van datzelfde vakblad.

"Door twee zonnecellen te gebruiken met de nieuwe materialen ertussen verkrijg je bijna twee keer zoveel energie dan we eerder zagen", aldus Yang Yang, onderzoeksleider en directeur van het Nano Renewable Energy Center van het California NanoSystems Institute aan UCLA. "We verwachten dat dit apparaat nieuwe mogelijkheden biedt voor zonnecellen, waaronder het produceren van zonneramen op huizen en kantoorgebouwen."

De TOPV's zijn gemaakt van een fotoactief plastic. Een apparaat wat uit één cel bestaat absorbeert ongeveer 40 procent van het infrarode licht wat er doorheen valt. Een apparaat met twee van deze TOPV's en de speciale laag bestaande uit een infraroodgevoelig polymeer absorbeert maximaal 80 procent van het infrarode licht en slechts een klein beetje van het zichtbare licht.