Amerikaanse wetenschappers hebben een nieuw materiaal ontwikkeld dat twee grote struikelbokken van de huidige technologie overwint: het absorberen van al het zonlicht en het makkelijk opvangbaar maken van de losgemaakte elektronen. Scheikundigen van de Ohio State University combineerden een geleidend plastic met diverse metalen om het hybride materiaal te verkrijgen. Onder de metalen bevinden zich onder andere titanium en molybdeen. Het materiaal kan volgens de onderzoekers tot een revolutie leiden.
“Er bestaan andere hybride materialen die sterk lijken op dit materiaal, maar het voordeel van deze variant is dat het het complete zonnespectrum absorbeert,” aldus professor en projectleider Malcolm Chisholm van de universiteit van Ohio. Zonlicht bevat het complete spectrum van kleuren dat we met het blote oog kunnen waarnemen – de kleuren van de regenboog. Maar wat we in feite waarnemen als kleuren zijn verschillen in energie, of golflengte in licht. De huidig toegepaste materialen absorberen slechts een beperkt bereik aan golflengtes, wat tot gevolg heeft dat slechts een klein deel van de mogelijke energie uit het zonlicht gehaald wordt. De rest wordt simpelweg teruggekaatst.
Het nieuwe materiaal is het eerste halfgeleidende materiaal dat alle energie uit het zichtbare licht in één keer kan absorberen. Elektriciteit wordt op de zelfde manier verkregen als uit het momenteel populaire silicium: het licht verhoogt het energieniveau van elektronen en zorgt ervoor dat ze zich vrij door het materiaal kunnen bewegen. Vervolgens worden ze opgevangen en naar een elektrode gebracht, om deel uit te maken van de elektrische stroom. In conventionele zonnecellen gaat dit laatste regelmatig mis, omdat de losgeweekte elektronen slechts een fractie van een seconde ‘los’ blijven. Als ze binnen deze tijd niet worden opgevangen, vallen ze terug in een lagere energietoestand en zijn ze niet meer op te vangen. In het nieuwe hybride materiaal blijven de elektronen echter een stuk langer (tot wel 15.000 keer!) in hun vrije toestand. Hierdoor kunnen ze makkelijker worden opgevangen, wat het rendement van de zonnecel ten goede komt.
Het materiaal is helaas nog verre van commercieel exploitabel; de experimenten werden op zeer kleine schaal uitgevoerd. Het experiment was dan ook vooral bedoeld als ‘proof of concept’ en is bedoeld om verder op te borduren. De onderzoeksgroep zal dit dan ook zeker gaan doen onder leiding van Chrisholm. Er werd in het project samengewerkt met de universiteit van Taiwan. Wie weet wat er in de toekomst uit komt rollen!
