Prismazonnepaneel jaagt rendement omhoog

Het paneel krijgt een dunne laag van glas of plastic, een polychromaat, die het zonlicht als een prisma opbreekt in lichtbundels van verschillende kleuren. Hierdoor kan het zonlicht dat op het paneel valt efficiënter worden benut.

Verdeling

Een bundel zonlicht bevat een uitgebreid spectrum aan golflengtes, dat zich uit in kleuren. Blauw heeft een kortere golflengte dan bijvoorbeeld rood. Het probleem met de huidige zonnecellen is dat deze niet het gehele spectrum van golflengtes efficiënt kunnen omzetten in energie. Afzonderlijke cellen kunnen wel verschillende delen van het zonnespectrum verwerken, maar er is niet één cel die het hele spectrum beslaat. Hierdoor is een zonnecel gedoemd tot een maximaal rendement van zo’n 33 procent.

De wetenschappers van de Universiteit van Utah hebben dit gebrek slim weten te omzeilen. Rajesh Menon, assistent hoogleraar electrical engineering: “Een polychromaat sorteert alle golflengtes in het zonlicht en verdeelt deze over de juist afgestelde zonnecellen.” Het rendement van elke zonnecel afzonderlijk blijft dus gelijk, maar het totale rendement van het paneel stijgt.

Rendement

De onderzoekers experimenteerden al met een zonnepaneel met cellen die twee verschillende golflengtes absorbeerden. Met een polychromaat was het rendement 16 procent hoger dan zonder. De wetenschappers berekenden dat een zonnepaneel uitgerust met met acht verschillende absorptiespectra uiteindelijk een rendement van 50 procent kan halen.

Menon: “Er zijn al zonnepanelen met een hoger rendement, maar deze zijn zo duur dat ze slechts gebruikt worden in de ruimtevaart, zoals voor de karretjes die op Mars rondrijden.”

De onderzoekers verwachten dat productie van polychromaat in commerciële zonnepanelen binnen vijf tot tien jaar mogelijk is op grote schaal. Toepassingen in LCD-schermen en fotocamera’s behoren ook tot de mogelijkheden.

Bron: University of Utah | Foto: Dan Hixson, University of Utah