Onderzoekers van de universiteit van Michigan in de VS hebben een kleine doorbraak geboekt voor de overstap op groen door doorzichtige zonnecellen te ontwikkelen, die ook nog eens uitermate efficiënt zijn.
Op termijn zijn ze direct in ramen te installeren, waar ze stroom opwekken, maar ook licht doorlaten om de woning licht te maken. Net als gewone ramen dus.
De technologie is heel aantrekkelijk in steden voor grote glazen gevels. Nu zit daar vaak al een film op die een deel van het zonlicht terugkaatst om de temperatuur en lichtinval te regelen. Het idee is dat de lichtenergie nu benut en niet verspild wordt.
Record: 10% van het licht wordt stroom
Transparante zonnecellen maken deel uit van een soort ruilhandel, waarbij ze efficiëntie opofferen voor doorzichtigheid. Daardoor is het nog indrukwekkender dat de nieuwe zonnecellen een efficiëntie van 10,8 procent en een transparantie van 45,7 procent halen.
De transparante zonnecel wist met andere woorden een tiende van het opgevangen zonlicht om te zetten in elektriciteit, terwijl bijna de helft van het licht werd doorgelaten. En dat is een record.
De efficiëntie ligt op circa de helft van die van de siliciumzonnecellen op het dak van je buren, maar is ongeveer twee keer zo hoog als die van andere doorzichtige zonnecellen. De transparantie is vergelijkbaar met die van een autoruit met zonwering of een zonnebril.
Dansende elektronen wekken energie op
Transparante zonnecellen zijn iets anders dan de gewone siliciumzonnecellen. Ze zijn namelijk niet gemaakt van silicium – dat niet doorzichtig is – maar van organische, koolstofgebaseerde materialen in flinterdunne kunststoflaagjes.
Toch werken de doorzichtige zonnecellen min of meer op dezelfde manier als de cellen van silicium.
De zonnecel bestaat uit een n-laag en een p-laag. De verschillende materialen waarvan ze zijn gebouwd, leveren elk een andere elektrische spanning op. De n-laag heeft een overschot aan elektronen en de p-laag een tekort. Met elkaar creëren de lagen daardoor een elektrisch veld.
Als de zon op de zonnecel schijnt, kunnen de fotonen van het licht elektronen losrukken, en die richten hun beweging naar het elektrische veld in de lagen. De beweging wekt een elektrische stroom op, die door een stroomgeleidend materiaal wordt opgepikt en via kabels wordt afgevoerd.
Het volgende doel is de efficiëntie van de doorzichtige zonnecel verder te verhogen en de levensduur te verlengen tot 10 jaar.