NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/nanoantenne-maakt-extreem-kleine-zonnecellen-mogelijk-nr-131/

Geprint op :
14 december 2018
10:50:07

Een ideale zonnecel converteert zonlicht heel efficient naar elektrisch vermogen, voor een zo laag mogelijke prijs. In principe geldt daarbij: hoe kleiner de zonnecel, hoe beter.  Een kleine zonnecel is relatief goedkoop omdat er weinig materiaal nodig is om de zonnecel te maken.  Daarnaast kan een kleinere zonnecel-geometrie leiden tot een hogere elektrische spanning, omdat de ladingsdragers (die de elektrische stroom vormen) niet snel recombineren en zo de stroom beperken.

Nanodraden zijn interessante kandidaten voor kleine zonnecellen, omdat ze aan deze bijzondere karakteristieken kunnen voldoen. De onderzoekers van het 'light management'-programma, werkzaam bij FOM-instituut AMOLF, hebben de eerste stappen gezet om zonnecellen van nanodraden te maken. Zij deden dat door metalen nanodraden te voorzien van een zeer dun laagje van koperoxide. Het laagje maakten zij door middel van natchemische reacties, waarbij een uniforme eenkristallijne structuur direct op het metaaloppervlak van de nanodraad groeit.

Zonnesnelweg
In deze bijzondere nanodraad, met een metalen kern en schil van een halfgeleider-materiaal, werkt de kern als een antenne voor het binnenkomende licht. Daardoor concentreert het licht zich in de halfgeleidende schil. De lokale concentratie van licht die ontstaat heeft tot gevolg dat er een hoge elektrische  spanning kan ontstaan. De metalen kern werkt tevens als lokale elektrode voor het geleiden van de elektrische stroom die door het inkomende licht wordt opgewekt.

Door meerdere nanodraden op een oppervlak te groeien en in een elektrisch netwerk met elkaar te verbinden, ontstaat een structuur die lijkt op een 'zonnesnelweg'. Een zonnecel met zo’n zonnesnelweg kan een zeer hoog rendement hebben.