24 maart 2013, www.nu.nl.
Eén enkel nanodraadje kan zonlicht
zo concentreren dat tot wel vijftien keer de normale zonlichtintensiteit
verkregen kan worden.
Dat schrijven wetenschappers van het Deense Niels Bohr
Institut en de Zwitserse Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne zondag in het
tijdschriftNature Photonics.
De verbazingwekkende eigenschappen van het kristal
galliumarsenide in nanodraadjes-vorm kan in de toekomst zorgen voor zeer
efficiënte zonnecellen.
Materialen krijgen op nanoschaal vaak heel andere
eigenschappen dan in normale vorm. Een nanometer is een miljoenste millimeter,
ofwel de afstand die een nagel gemiddeld in een seconde groeit.
Limiet
Door een paar unieke fysieke
lichtabsorptie-eigenschappen van deze nanodraadjes, wordt de limiet van de
hoeveelheid energie die er uit zonnestralen gehaald kan worden, veel verder
opgeschroefd dan voorheen werd gedacht. Daarvoor moeten de nanodraadjes
loodrecht op de onderliggende halfgeleider staan.
Het blijkt dat de nanodraadjes de zonnestralen in een
heel klein deel van het kristal concentreren. Doordat de diameter van een
nanodraadje kleiner is dan de golflengte van het licht van de zon, kunnen er
resonanties ontstaan: de intensiteit van het licht in en rond de nanodraadjes
wordt vergroot door een soort ‘meetrillen’.
Opmerkelijke verhoging
Deze ontdekking zorgt er ook voor dat de zogenaamde
“Shockley-Queisser Limiet” wordt opgerekt. De limiet geeft aan wat de maximale
theoretische efficiëntie van een zonnecel is.
De onderzoekers concluderen in hun paper dat ze een
opmerkelijke verhoging hebben gezien in de opname van zonlicht bij zonnecellen
van nanodraadjes.
Ze besluiten dat de resultaten een nieuwe weg wijzen
naar de derde generatie zonnecellen en andere energie-oogstmachines.