Grafeen blijkt veelbelovend materiaal voor zonnecellen

Onderzoekers van diverse laboratoria hebben een nieuwe toepassing voor grafeen gevonden: als materiaal voor efficiënte fotovoltaïsche cellen. Zonnecellen met grafeen zouden meerdere elektronen per opgevangen foton kunnen genereren, waardoor het rendement verhoogd wordt.

Een experiment dat door onderzoekers van het Spaanse onderzoeksinstituut Institute of Photonic Science in Barcelona werd uitgevoerd, toont aan dat fotonen meerdere elektronen los kunnen maken in grafeen. Dat principe van een cascade, waarbij de energie van een enkel foton verdeeld wordt, levert zonnecellen met een hoger rendement op dan bij materialen als silicium. Grafeen heeft echter vooralsnog te weinig lichtabsorberend vermogen om als zonnecel dienst te doen.

De onderzoekers uit Barcelona werkten samen met internationale onderzoekslabs als het Massachusetts Institute of Technology in Amerika, het Duitse Max Planck Institute for Polymer Research en het Spaanse Graphenea S.L. Donostia-San Sebastian. Het experiment waarmee het cascade-effect werd aangetoond, toonde tevens een hoge efficiëntie in de omzetting van lichtenergie in elektrische energie aan.

De onderzoekers vuurden lichtpulsen met een bekend aantal fotonen af op grafeen, waarbij bleek dat meer elektronen werden vrijgemaakt wanneer uv-licht werd gebruikt dan wanneer ir-licht werd verzonden. De volgende stappen bestaan uit het beter absorberen van licht en het aftappen van de elektrische stroom die gegenereerd wordt.