Indra Waardenburg
Wetenschappers aan de TU Delft hebben aangetoond dat het gebruik van zilveren nanodeeltjes het rendement van dunnefilm, amorf silicium zonnecellen flink kan verbeteren. ‘Met deze nanodeeltjes kan het rendement verhoogd worden van zes naar wel tien procent’, vertelt dr.ir. Arno Smets, universitair docent photovoltaic materials and devices aan de TUD.
Dunnefilm zonnecellen zijn honderd tot vijfhonderd keer dunner dan conventionele kristallijn silicium zonnecellen en daardoor ook goedkoper. Helaas zorgt deze eigenschap ervoor dat veel fotonen dwars door het materiaal heengaan zonder elektrische stroom op te wekken. Verschillende partijen, waaronder de TU Delft, werken aan een drietal oplossingen om de zogenaamde optische dikte te vergroten; het ruw maken van het halfgeleidermateriaal, het aanbrengen van een reflecterende laag achter de lichtabsorberende laag en het aanbrengen van nanokristallen in deze reflecterende laag.
De onderzoekers van de TUD hebben nu een proces ontwikkeld waarbij de laatstgenoemde oplossing blijkt te werken. Smets: ‘We brengen een dun laagje (12 nm) zilver aan op het halfgeleidermateriaal zinkoxide. Dit verhitten we vervolgens voor een uur tot vierhonderd graden Celcius, waardoor het zilver een soort van eilandjes gaat vormen.’
Deze zilverdeeltjes verstrooien het licht dat door het lichtabsorberend materiaal heenvalt en op het reflecterend oppervlak aan de achterkant van de zonnecel terecht komt. Voor een goede lichtverstrooiing moeten de deeltjes groter zijn dan honderd nanometer. Bij een kleinere afmeting absorberen de nanodeeltjes het licht.
Volgens Smets is het proces om de zilverdeeltjes aan te brengen relatief makkelijk op te schalen.
