Onderzoekers ontdekken nieuwe manier om zonne-energie te winnen

Wetenschappers van de Universiteit van Cambridge hebben een organische molecule ontwikkeld die op een nieuwe manier elektriciteit uit zonlicht kan halen.

In zonnecellen die vandaag de dag gebruikt worden, heb je doorgaans twee verschillende stoffen nodig om elektriciteit uit zonlicht te maken. Eerst absorbeert het licht een elektron, waardoor er een positief geladen 'gat' achterblijft. Daarna moeten het elektron en het gat uit elkaar worden getrokken voordat ze weer samensmelten en de energie verloren gaat. Dit gebeurt op de grens tussen twee materialen, die elk hun eigen eigenschappen hebben.

Maar dit systeem is niet perfect: je verliest energie op die grens, en elektronen moeten een afstand afleggen om daar te komen, wat vaak mislukt.

Hoe P3TTM het oplost

De nieuwe molecule is een radicaal. Dat wil niet zeggen dat die de staat wil omverwerpen, maar dat het een stof is met een ongepaarde elektron. Wanneer licht erop valt, absorbeert de molecule de energie en activeert het elektron naar een hogere toestand. 

Omdat de moleculen dicht op elkaar liggen in een dunne film, springt dat elektron spontaan over naar een aanburende molecule. Zo wordt de ene negatief geladen met een extra elektron, en de andere positief met een gat. Normaal zou het elektron meteen terugkeren, maar bij P3TTM kost het extra energie om twee elektronen op één plek te houden. Deze barrière maakt een scheiding juist gunstig. In tests met een eenvoudige elektrische schakeling haalde P3TTM een efficiëntie van bijna 100 procent bij het omzetten van licht in elektrische lading. 

Wat betekent dit voor zonnepanelen?

Als je bij dat getal van 100 procent meteen begint de fantaseren over zonnepanelen die vier keer zo efficiënt zijn, moeten we je teleurstellen. P3TTM absorbeert alleen licht rond de 400 nanometer (UV/blauw) en een beetje rond 645 nm (rood). Het meeste zonlicht wordt helemaal niet geabsorbeerd. Ook gaat warmte verloren en is niet duidelijk hoe lang het materiaal meegaat wanneer het continu wordt blootgesteld aan de elementen.

Wat dit wél betekent, is dat het mogelijk is om zonnecellen met één materiaal te maken in plaats van twee. Maar er is nog veel werk nodig voordat dit iets wordt dat je op je dak terugziet. Voor nu is het dus vooral een interessant onderzoek.

Lees meer over energie en mis niets met de Bright-app.