08-11-2011 17:33 | Door: Redactie DuurzaamBedrijfsleven.nl

Amerikaanse onderzoekers hebben een efficiëntierecord gevestigd in het omzetten van zonne-energie naar elektriciteit. Met een nieuwe zonnecel van gallium-arsenide wisten de onderzoekers een rendement van bijna 29 procent te behalen: een verbetering van 6 procent. Hiermee benaderen ze de theoretische limiet van ongeveer 34 procent.

De wetenschappers van Amerikaanse Lawrence Berkeley National Laboratory, verbonden aan het Department of Energy (DOE), toonden in hun onderzoek aan dat hoe beter een zonnecel fotonen uitzendt, hoe hoger de spanning en hoe groter het rendement van de cel zal zijn.

Een fundamenteel resultaat in de natuurkunde toont echter aan dat er een maximale efficiëntie is waarmee een zonnecel zonlicht kan omzetten in elektriciteit. Deze Shockley-Queisser efficiëntie limiet (SQ-limiet) is ongeveer 34 procent.

De onderzoekers toonden aan dat met de semigeleider gallium-arsenide de SQ-limiet bereikt kan worden. Met deze wetenschap wist het bedrijf Alta Devices Inc, mede-opgericht door de leider van het onderzoek, zonnecellen van gallium-arsenide te produceren waarmee een record omzettingsrendement van 28,4 procent werd bereikt.

De meest efficiënte zonnecellen voor commercieel gebruik zijn tot nu toe gemaakt van monokristallijne siliciumplaatjes en hebben meestal een omzettingsrendement van ongeveer 23 procent.

Silicium is een goedkope halfgeleider maar een zwakke verzamelaar van fotonen. Gallium-arsenide is daarentegen beter in het absorberen van fotonen, wat betekent dat veel minder materiaal nodig is om een efficiënte zonnecel te maken.

Gallium-arsenide is echter wel duurder dan silicium. Het materiaal absorbeert bij een bepaalde dikte zeker 10 duizend keer meer fotonen dan silicium, maar is toch niet 10 duizend keer zo duur. Op basis van deze kenmerken vormt gallium-arsenide het ideale materiaal voor het maken van zonnecellen.

Bron: Physorg

Foto: flickr.com