Efficiënte zonnecellen met grafeen

10 december 2013, 14:37
Efficiënte zonnecellen met grafeen
Efficiënte zonnecellen met grafeen

Uit een door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) gefinancierd onderzoek is gebleken dat het omzetten van licht in elektriciteit, zoals in zonnecellen en lichtdetectoren gebeurt, waarschijnlijk efficiënter kan worden uitgevoerd met grafeen. De meeste materialen zetten één lichtdeeltje om in één elektron, maar in grafeen kan één lichtdeeltje worden omgezet in meerdere elektronen. De onderzoekers tonen aan dat deze ladingsvermenigvuldiging in combinatie met de breedbandige absorptie van grafeen ervoor zorgt dat grafeen zonlicht uit het hele zonnespectrum efficiënt kan omzetten in elektriciteit.

 

Het bestuderen van de omzetting van fotonen in elektronen in grafeen is niet eenvoudig, omdat het proces van omzetting van fotonen in elektronen en de daarop volgende ladingsvermenigvuldiging plaatsvinden op een tijdschaal van femtoseconden. De onderzoekers gebruikten daarom een pomp-probe techniek waarbij gebruik wordt gemaakt van twee kort opeenvolgende pulsen met een extreem hoge tijdsresolutie. De onderzoekers beschenen een enkele laag grafeen met een precies bekend aantal geabsorbeerde fotonen en bekende fotonenergie (kleur). Heel kort daarna werd met een terahertz-puls gekeken naar de ontstane hoeveelheid hete elektronen (elektronen die stroom kunnen genereren). Daarbij werd duidelijk dat bij een gelijk aantal geabsorbeerde fotonen hoge fotonenergie (bv. violet) tot meer hete elektronen leidde dan lage fotonenergie (bv. infrarood). Dit is het resultaat van ladingsvermenigvuldiging.

Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items