nieuws

Nieuwe stap richting efficiëntere zonnecellen

R&D

Het is mogelijk om de hoeveelheid licht die kans ziet, door een ondoorzichtig laagje heen te komen, met slimme technieken te vergroten. Tegelijk neemt de hoeveelheid teruggekaatst licht af, zo blijkt uit UT-onderzoek. De nieuwe kennis maakt het mogelijk om bijvoorbeeld de efficiëntie van zonnecellen te vergroten.

Nieuwe stap richting efficiëntere zonnecellen
Experimentele opstelling: links het aangepaste lichtpatroon, dat op het materiaal valt. De camera (CCD) rechts meet het doorgelaten licht, de camera linksonder het gereflecteerde licht. Rondom de piek in intensiteit wordt ook de rest van het licht versterkt. De reflectie vindt ook plaats rondom dit geoptimaliseerde punt. (Bron: UTwente)

De onderzoekers uit de groep Complex Photonic Systems, die hun nieuwe bevindingen presenteren in het journal Physical Review A, hebben eerder een techniek ontwikkeld om meer licht door bijvoorbeeld verf of biologisch weefsel te sturen. Licht komt hier, normaal gesproken, niet of nauwelijks doorheen omdat het talloze malen wordt verstrooid door de nanodeeltjes waaruit de stof bestaat. Tenzij je het licht zodanig door het materiaal loodst dat het toch een uitgang vindt. Dat kan door het lichtpatroon dat op het materiaal valt, aan te passen.
Aan de ‘achterkant’ van het materiaal komt dan toch licht naar buiten en ontstaat een patroon van lichtspikkels. Uit onderzoek blijkt dat het vergroten van de intensiteit van één enkele spikkel tot gevolg heeft dat daaromheen ook meer licht wordt doorgelaten: de intensiteit neemt over een groter gebied toe. Tegelijkertijd neemt de hoeveelheid licht die wordt gereflecteerd aan de voorkant, af. Alsof de doorgelaten en teruggekaatste lichtspikkels met elkaar in gesprek zijn; binnenin de laag vindt blijkbaar een herverdeling plaats van energie.
Uit verder onderzoek blijkt dat de reflectie alléén afneemt in het geoptimaliseerde gebied. Deze vorm van correlatie tussen transmissie en reflectie is door andere wetenschappers weliswaar theoretisch voorspeld, maar de UT-onderzoekers hebben dit nu voor het eerst experimenteel aangetoond. De nieuwe kennis maakt het mogelijk om bijvoorbeeld de efficiëntie van zonnecellen te vergroten: netto wordt er dan meer licht omgezet in elektrische spanning en minder licht gereflecteerd. Ook beveiliging van optische communicatie is mogelijk dankzij het manipuleren van licht. Daarnaast is te denken aan scherpere beelden in medische imaging.

Reageer op dit artikel