Nieuwe nanotechnologie structuur is de dunste zonlichtabsorbeerder ooit (I.M.)

Wetenschappers van de Amerikaanse Stanford Universiteit hebben het voor elkaar gekregen om een dunnere en efficiëntere zonlichtabsorbeerder uit te vinden. Het is in staat om bijna 100 procent van het zichtbare licht afkomstig van bepaalde golflengten te absorberen. Het meest opvallende is dat de absorbeerder uit een nanostructuur bestaat die maar liefst 1000 keer dunner dan een gewoon stukje papier is. Dit materiaal zou onder andere voor de productie van goedkopere en efficiëntere zonnepanelen kunnen worden gebruikt.

Het werkt ongeveer hetzelfde als een snaar van een gitaar, waarvan de resonantiefrequentie door stemmen kan worden veranderd. Het zelfde idee geldt ook bij metaaldeeltjes. Ze kunnen op een bepaalde golflengte worden afgestemd. “We hebben de optische eigenschappen van ons systeem afgestemd om de lichtabsorbatie te maximaliseren” zegt Carl Hagglund, de hoofd auteur van de studie.

Om de lichtabsorbeerders te maken, werden ultradunne wafers bedekt met miljarden ronde goude nanodots gebruikt. Een wafer is een dunne plak monokristallijn halfgeleidermateriaal. Voor de nanodots werden voornamelijk bolvormige magneten gebruikt. De wafers bevatten ongeveer 520.000.000.000 nanodots per 2,5 vierkante cm. Deze werden bedekt met een extra filmlaag. De dikte van de filmlaag bepaalt de specifieke lichtfrequentie waarvoor de absorbeerder is ontworpen om vast te leggen. De prototypes bleken in de testfasen geschikt voor het absorberen van 99 procent van het licht gegenereerd door een golflengte van 600 nanometer lang. De vorige toonaangevende ontwikkeling in de zonnelichtabsorbatie technologie vereiste een fundamentale laag die drie keer zo dik was waarmee dezelfde hoeveelheid licht kon worden geabsorbeerd.

Het Stanford team gelooft dat de absorbeerders het potentieel hebben om de efficiëntie van de zonnecellen aanzienlijk te vergroten. Vooral omdat de ladingdragers dichter bij elkaar zitten waardoor er een betere stroomproductie van stand komt. Door de lagere productiekosten en verbeterde efficiëntie zouden zonnepanelen in de toekomst beter kunnen gaan concurreren met de goedkoopste energieleverancier.