Een waterbestendig oppervlakte zorgt ervoor dat vocht snel wegloopt van een oppervlakte, in plaats van dat het water wordt geabsorbeerd of zich over het oppervlakte verspreidt. Maar wat biedt het voor voordelen bij zonnecellen? Dit verreist enige uitleg.
Kristallen
Zonnecellen bestaan doorgaans uit meerdere kristalletjes of een enkel kristal. Cellen gemaakt van één kristal zijn efficiënter, omdat ze veel minder ‘fragmenten’ hebben dan cellen bestaande uit meerdere kristallen. Deze fragmenten kunnen gezien worden als minuscule brokjes, in de zonnecel verwerkt als puzzelstukjes. De grenzen tussen deze puzzelstukjes (een soort nerven) reduceren de efficiëntie van een zonnecel, omdat ze de negatieve elektronen ‘vangen’ en weer recombineren met hun positief geladen tegenpool.
Waarom gebruiken we dan niet gewoon zonnecellen bestaande uit één kristal? Om de simpele reden dat polykristallijne zonnecellen goedkoper, sneller en makkelijker te produceren zijn.
Grotere puzzelstukjes
Om het aantal barrières tussen de puzzelstukjes van een zonnecel te verminderen, hebben de onderzoekers van de universiteit Lincoln-Nebreska geprobeerd om de puzzelstukjes zelf te vergroten. Ze kwamen tot de ontdekking dat het gebruik van het waterbestendige materiaal in regenpakken en pannen dit mogelijk maakt; de puzzelstukjes kunnen daardoor tot wel acht keer groter worden. Hoe? Het waterbestendige oppervlak zorgt ervoor dat de puzzelstukjes, wanneer blootgesteld aan warmte, sneller gaan bewegen en vervolgens samenvoegen. Het resultaat is minder barrières die de efficiëntie reduceren.
Groot verschil
“We kwamen tot de ontdekking dat het verschil enorm is”, zegt Jinsong Huang, hoofd van het onderzoeksteam. “Wanneer twee fragmenten samenvoegen, beweegt de grens tussen de twee zich naar de zijkant en heeft daarom geen negatief effect meer op de efficiëntie van de cel. De oppervlakte van waterbestendig materiaal is glad, waardoor de barrière tussen twee stukjes kristal makkelijker in beweging komt.”
Huang liet weten dat het gebruik van waterbestendig materiaal ook tot verbetering kan leiden in andere technologieën, zoals bijvoorbeeld snellere transistors: “Dit is een simpele methode met veel toepassingsmogelijkheden.”