Nieuwe kleurstofzonnecel breekt rendementsrecord

19 juni 2019, 22:57
Nieuwe kleurstofzonnecel breekt rendementsrecord
Nieuwe kleurstofzonnecel breekt rendementsrecord
Japanse onderzoekers hebben de efficiëntie van kleurstofzonnecellen verhoogt met behulp van aromatische porfyrine tot een sensationele 10,7% voor dit type zonnecel.

Onderzoekers van het Institute for Integrated Cell Material Sciences van de Universiteit van Kyoto hebben een bekend type kleurstofzonnecel veel efficiënter gemaakt door de structuur ervan te veranderen. Het onderzoeksrapport gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society (JACS) legt een aantal aanpassingen uit die leiden tot een rendement van 10,7%. Dit is het hoogste rendement tot nu toe voor dit type kleurstofzonnecel. Er is nog steeds ruimte voor verbetering, aangezien in theorie een rendement van 30% kan worden bereikt.

Absorbtie van rood licht

De huidige kleurstofzonnecellen bestaan uit een moleculaire kleurstof op een poreuze titaandioxide-laag. Het door de kleurstof opgevangen zonlicht laat in deze laag elektronen vrijkomen, die vervolgens door de onderliggende metaaloxide-laag worden afgevoerd en dus beschikbaar zijn als elektrische energie. Omdat deze zonnecellen licht van gewicht en goedkoop zijn, zijn ze van groot belang als vervanging voor conventionele zonnecellen op basis van silicium. Hun efficiëntie is echter al lang niet meer zo hoog.

Er zijn verschillende manieren om deze zonnecellen te structureren; de meest aantrekkelijke is de aromatische ringfusie tot een porfyrinekern, aangezien dit materiaal goed rood licht absorbeert. Maar er zijn ook nadelen. Want de elektronen worden hier slechts korte tijd opgewekt en blijven daarom slechts kort beschikbaar voor gebruik als elektrische energie.
Om de efficiëntie te verbeteren, onderzochten de onderzoekers het gebruik van een methyleen-gebonden materiaal dat gefuseerd is met de porfyrine-kern. Dit verhinderde de aggregatie van elektronen en dus een betere energieconversie.

Met de nieuwe zogenoemde moleculaire kleurstof DfZnP-iPr bereikten ze een significant hoger rendement dan eerdere kleurstofgevoelige zonnecellen.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items