'Bonuselektronen' kunnen leiden tot betere zonnecellen

15 februari 2015, 23:00
'Bonuselektronen' kunnen leiden tot betere zonnecellen
'Bonuselektronen' kunnen leiden tot betere zonnecellen

Onderzoekers van de Stichting FOM, de UvA, de TU Delft en de Universiteit van de Algarve hebben ontdekt dat germanium nanokristallen onder de invloed van licht 'bonuselektronen' opleveren. Deze extra elektronen kunnen de opbrengst van zonnecellen vergroten, of de gevoeligheid van lichtsensoren verbeteren.

In nanokristallen kan de absorptie van een enkel foton leiden tot meerdere aangeslagen elektronen. Deze ladingsvermenigvuldiging was al bekend bij silicium nanokristallen, maar is door de onderzoekers nu ook aangetoond bij germanium nanokristallen waarbij de efficiëntie gemakkelijker te verbeteren is dan bij silicium nanokristallen.
De wetenschappers maakten bij hun onderzoek gebruik van pump-probe spectroscopie. Een eerste laserpuls, de pump, zendt fotonen uit die het nanokristal aanslaan door één elektron in de geleidingsband te brengen. Een tweede puls, de probe, kan dan door dit elektron worden geabsorbeerd.
De onderzoekers ontdekten dat als de energie van het pump-foton tweemaal zo groot is als de bandgap-energie van de germanium nanokristallen, het probe-licht wordt geabsorbeerd door twee elektronen in plaats van door een. Dus als het pump-foton voldoende energie bevat, dan heeft het aangeslagen elektron voldoende energie over om een tweede elektron in hetzelfde nanokristal aan te slaan. Met behulp van deze ladingsvermenigvuldiging kunnen germanium nanokristallen meehelpen om de maximale efficiëntie van zonnecellen te bereiken.

De resultaten van het onderzoek werden op 13 febreuari 2015 gepubliceerd in Light: Science & Applications.

Illustratie: FOM

Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items