Groningse onderzoekers ontdekken bij toeval mogelijk efficiëntere zonnecellen

Onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen hebben mogelijk bij toeval een manier ontdekt om zonnecellen van perovskieten efficiënter te maken. Deze werkt door bepaalde gassen bij de kristallen weg te houden. Het onderzoek kan ook leiden tot sensors voor bepaalde gassen.

De ontdekking werd gedaan doordat onderzoeker Hong-Hua Fang bezig was met onderzoek naar een bepaald perovskiet-kristal in een vacuümkamer. Het doel van het onderzoek was de fundamentele eigenschappen van het kristal beter te begrijpen. Daarvoor was Fang bezig het kristal af te koelen in een vacuümkamer. Tijdens het leegpompen van de vacuümkamer stond een laser aan die het kristal in aangeslagen toestand moet brengen. Deze laser zorgt voor elektrische lading in het kristal, wat vervolgens weer zorgt voor het uitzenden van licht. Het kristal had groen licht uit moeten zenden, maar nadat de lucht uit de vacuümkamer was weggezogen, zond het kristal geen licht meer uit. Door de lucht weer terug in de kamer te laten, kwam het licht terug.

Dit leek het gevolg te zijn van bepaalde gassen in de atmosfeer. De gassen blokkeren de zogenaamde 'traps' in het kristal, die ervoor zorgen dat de efficiëntie van zonnecellen van zowel perovskieten als silicium afneemt. "Om een zonnecel efficiënter te maken, wil je de 'traps' deactiveren of passiveren", zegt professor Maria Antonietta Loi aan de telefoon tegen Tweakers. "In een zonnecel wil je niet dat de traps aanwezig zijn."

Fang onderzocht vervolgens welke gassen ervoor zorgen dat de traps geblokkeerd raken. Het bleek dat onder andere bij zuurstof en waterdamp de traps uitgeschakeld worden. Bij stikstof, argon of koolstofdioxide trad het blokkerende effect echter niet op. Het is zoeken naar manieren om de positief geladen traps uit te schakelen. Simpel waterdamp of zuurstof toevoegen heeft helaas geen zin, want daardoor beschadigt op de lange duur het perovskiet.

Nu is het een kwestie van alternatieven testen om zo de efficiëntie van perovskiet-zonnecellen te vergroten. Een van de redenen waarom perovskiet volgens Loi zo interessant is voor het produceren van zonnecellen, is dat het materiaal in potentie makkelijker te verwerken is dan silicium.

Een andere mogelijke toepassing van deze fundamentele kennis is het maken van sensors voor bepaalde gassen. Als voorbeeld geeft Loi perovskiet-kristallen in voedselverpakkingen voor het detecteren van zuurstof. De aanwezigheid daarvan zorgt namelijk voor sneller bederf. Door laserlicht op het kristal te schijnen, zal het oplichten als er zuurstof bijgekomen is.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Perovskiet van methylammoniuloodtribromide

Reacties (60)

[tcpie]

Om het principe een beetje uit te leggen zal ik hier even wat typen. (ik doe zelf onderzoek in het gebied van halfgeleider nanokristallen, vrij gerelateerd aan wat deze onderzoekers doen)

In zonnecellen worden halfgeleiders gebruikt om zonlicht om te zetten naar elektriciteit. Materialen als metalen geleiden stroom, halfgeleiders doen dat (normaal gesproken) niet. Halfgeleiders kunnen geen stroom geleiden omdat alle elektronen 'vast' zitten. Stel je een afgesloten kist voor, propvol met appels. De appels kunnen niet bewegen, want de kist zit helemaal vol. Zo zit het ook met de elektronen in halfgeleiders: ze zitten zitten in een kist (dat noemen we een 'band') die propvol zit, waardoor ze niet kunnen bewegen. Deze band is geen fysieke kist, maar meer een abstract begrip. Het belangrijke is, dat als een elektron zich niet in een band kan bewegen, hij in de echte wereld ook niet vrij is om te bewegen.

Nou komt het mooie: wanneer een halfgeleider licht absorbeert, wordt er één elektron uit zijn oorspronkelijke band gehaald en verplaatst naar een andere, lege band. De elektron in de lege band kan vrij rondbewegen (net als een appel in een lege kist). De elektronen in de oorspronkelijke band kunnen ook vrij rond bewegen, want er is nu wat vrije ruimte. Om het geheel wat simpeler te maken spreken chemici en fysici in dat tweede geval over de beweging van het gat dat achtergelaten is door het verplaatste elektron.

Het verplaatste elekron en het gat kunnen dus, nadat er licht is geabsorbeerd, vrij rondbewegen door de halfgeleider. Als het je nu lukt om dat elektron (negatief geladen) en het gat (positief geladen) bij elkaar uit de buurt te houden, dan heb je elektriciteit gemaakt . Als het gat en het elektron elkaar vinden, dan valt het elektron terug naar de lege plek in zijn oorspronkelijke band. Daarbij komt dan ook weer licht vrij.

Wat er echter ook kan gebeuren, is dat het rondwandelende elektron of gat een fout (defecten of traps genoemd) in het kristal (of op het oppervlak) tegenkomt. Als dat gebeurt ben je het elektron (of gat) kwijt, en krijg je geen stroom (of licht).

De Groningse onderzoekers hebben een manier gevonden om met gas het aantal defecten te verminderen. Hierdoor raak je minder elektronen (of gaten) kwijt en krijg je dus (in hun geval) een kristal dat licht geeft, of (in het geval van zonnecellen) meer stroomopbrengst.

[OldNoob]

Mooi uitgelegd. Thx

[TWyk]

Een van de redenen waarom perovskiet volgens Loi zo interessant is voor het produceren van zonnecellen, is dat het materiaal in potentie makkelijker te verwerken is dan silicium.

Maar perovskiet cellen hebben in de praktijk toch nog steeds een lagere opbrengst dan CIGS thin film cellen en die zijn ook al veel makkelijker en goedkoper te produceren dan silicium cellen.

En CIGS panelen kun je zo op je dak laten zetten. (kosten momenteel ongeveer 0,75 euro per Wp)

/edit
OK, ik zie dat ze ongeveer dezelfde score behalen bij NREL
http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg
NREL efficiency record CIGS = 22,3% (door Solar Frontier = dochter Shell Japan)
NREL efficiency record perovskite cells= 22,1%

Alleen staat er bij perovskiet cellen bij (not stabilized). Dus die perovskiet cellen zijn nog onbruikbaar voor productionele cellen terwijl de CIGS cellen van Solar Frontier inmiddels vrij massaal verkocht worden

[Reactie gewijzigd door TWyk op 23 juli 2024 14:14]

[djexplo]

Daarom krijg je ook de combinatie : Monolithic Perovskite-CIGS Tandem Solar Cells

In de eerste commerciële projecten zal Perovskite altijd worden toegevoegd als extra laag op bestaande zonnecellen, en niet als lost staande technologie : http://www.oxfordpv.com/Technology

[dhrduck]

Pevorskites zijn een kristallen die pas sinds enkele jaren bestaan en alleen nog in het lab te vinden zijn! Lab resultaten liggen op 24-25% (ongevalideerd door NREL). Daarnaast zijn er nog heel veel problemen met de stabiliteit en toxiciteit van pevorskites! Er is dan ook nog veel onderzoek nodig naar de zojuist genoemde problemen!

[FlowDesign]

CIGS is nou niet bepaald een succes geworden.....

http://www.greentechmedia...-Film-Solar-Manufacturing

[TWyk]

Ze hebben op de Nederlandse markt in ieder geval duidelijk de beste prijs prestatie verhouding qua zonnepanelen.
En dat levert toch aardig wat omzet op denk ik.

[Megamind]

Dat klopt ja, maar waarschijnlijk kunnen ze met deze ontdekking de perovskite cells nog een beetje efficienter maken.

[Plopeye]

Ze hebben dus een manier gevonden die dit probleem nog groter te maken:

http://nos.nl/artikel/211...panelen-in-groningen.html

[JeroenED]

Ik heb zonne-energie altijd begrepen tot ik op een bepaald moment een experiment deed in een theoretische vijver waarbij ik trachtte de automatische filter te voeden via z'n eigen toevoer.

Hieruit bleek dat om de toevoer naar de filter in orde te houden, de filter sneller moet pompen om ook weerstand van de dynamo te kunnen overzien.

Maw. Energie opwekken kan alleen door middel van een gelijke andere bron.

Kan mij iemand bij deze uitleggen welke stroombronnen worden aangewend om zonne-energie steeds winstgevender te maken? Want door dat experiment ben ik verloren gelopen

[Sammiege]

In reactie op jouw experiment is de kern; het omzetten van energie, kost energie.
Een gedachte-experiment:
We voeden de filterpomp met elektriciteit en deze pompt vervolgens water rond. De elektrische energie word nu omgezet in bewegingsenergie, het water komt in beweging. Deze omzetting is niet optimaal want de pomp word ook warm, een deel van de elektrische energie word dus ook in warmte omgezet. Vervolgens wil je een dynamo in beweging brengen met de bewegingsenergie van het water maar ook hier vinden verliezen plaats. De dynamo ondervind wrijving, het water met zich zelf ook dus ook nu zal een deel van de energie in warmte worden omgezet. De elektrische energie die de dynamo dus opwekt is altijd een fractie van de elektrische energie die je in eerste instantie in de filterpomp hebt gestopt. Daarom is het onmogelijk om de filter te voeden met zijn eigen toevoer. In dat geval had je perpetuum mobile gemaakt.
https://nl.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile

[Sammiege]

Ik kan je vraag niet letterlijk beantwoorden maar globaal zit het zo: De zon straalt energie uit in de vorm van fotonen (licht). Helaas kunnen we daar in directe zin niet veel mee dus moet de energie omgezet worden naar bruikbare energie, elektrische energie. De uitdaging van zonnepanelen is om dit zo efficient mogelijk te doen en daar zit de winst. In theorie zou 45% van de foton-energie omgezet kunnen worden in elektrische energie. Er bestaan zonnepanelen die de 40% halen maar die zijn schreeuwend duur. Elke doorbraak in zonne-energie is erop gericht om een hoger rendement tegen lagere productie kosten te krijgen.
Kortom, de energie krijgen we gratis (zon) maar de uitdaging is om het efficient om te zetten in voor ons bruikbare energie.

[JeroenED]

Als ik uw antwoord zo goed mogelijk probeer te begrijpen komt het erop neer dat niet alle fotonen worden benut bij zonne-energie en is er eigenlijk een onderbenutting van de mogelijkheden en is de overige 60% niet omgezet naar elektriciteit.

Overigens is mij al duidelijk dat de zonnecel in mijn theoretische vijver mijn dynamo is en niet de volledige vijver.
Eigenlijk zit hier appelen met peren te vergelijken

[dhrduck]

Even het verhaal vanuit de meer fysische kant (het verhaal is simpel):

De structuur van een zonnecel bestaat uit verschillende lagen. Een donor en een acceptor (om het simpel te houden). Daartussen zit een energieband, dat is afstand die een foton moet overbruggen. Het is van belang dat de foton exact die energie heeft, meer gaat verloren, minder gaat verloren.

Daarnaast zend de zon dus massaloze deeltjes/golven uit genaamd fotonen. Deze fotonen hebben allemaal een eigen golflengte, wat correspondeert met een energie, die dus gelijk moet zijn aan de energieband van het materiaal. Hoeveel fotonen de juiste energie hebben is afhankelijk van het zonnespectrum (hangt af van waar ben je op de aarde, tijdstip etc).

Als we dan naar rendementen gaan kijken, is het belangrijk om te weten dat er het maximale rendement voor de meeste zonnecellen op ~32% (Schockley-Queisser limiet. Dat is bij het 1.5AM spectrum, wat als standaard word gebruik en is niet te breken! Dus Sammiege, zit daar fout met de 45%. Het klopt wel dat er zonnecellen zijn met rendementen van 40% (of die kant op), maar dat zijn multi-junction zonnecellen. Meerdere lagen material, met verschillende energiebanden. Ze kunnen dus een groter deel van het spectrum omzetten, maar breken het de SQ-limiet niet. Het wordt ontweken. Dit soort zonnecellen worden nu vooral gebruikt in de ruimte, waar de kosten minder interessant zijn. Op aarde zal het niet snel rendabel worden.

Stel we zouden wel instaat zijn om alle fotonen om te zetten in electriciteit dan hebben we nog steeds geen efficientie van 100%. Maar iets van 85% - 95%, dit heeft te maken met de carnot efficientie.

Het onderzoek wat er nu veelal plaatsvind is de zoektocht naar nieuwe materialen die de sillicium zonnecellen kunnen evenaren in de rendement, levensduur en het liefst goedkoper zijn. Dit onderzoek richt zich niet puur op zonnecellen, maar op toepassingen van semiconductors/halfgeleiders in het algemeen. Toepassingen van halfgeleiders zijn: LED, FETs en dus zonnecellen oa.

Daarnaast kunnen andere materialen andere eigenschappen hebben, de verwachtingen zijn dat pevorskites vooral geintegreerd gaan worden in bouw van huizen, denk bijvoorbeeld als ramen! Organische zonnecellen, kunnen heel erg interessant voor vloeren van huizen, aangezien ze daar een veel hoger rendement hebben (13%, terwijl 1.5AM rendement lager ligt ~10%). Terwijl de grootschalige zonnefarms van silliciumzonnecellen zullen blijven, aangezien de echt bijna niks kosten (productiekosten liggen rond de 0.03/Wp)

[n00bs]

Hoeveel fotonen de juiste energie hebben is afhankelijk van het zonnespectrum (hangt af van waar ben je op de aarde, tijdstip etc).

Mooi verhaal, alleen het "zonnespectrum" veranderd helemaal niet. Tenzij de zon nu veranderd in een rode reus.

[The Third Man]

Het effectieve spectrum wel. De atmosfeer werkt als een filter, dus je krijgt niet volledige spectrum terug zoals je in de ruimte zou observeren. Omdat niet alle golflengtes bruikbaar zijn in je cel, kan een 'onhandige' atmosfeer dus je opbrengst meer verlagen dan alleen op basis van de hoek van het zonlicht (en dus de afstand die het licht door de atmosfeer aflegt).

[teacup]

In feite is de energieomzetting wel 100%, alleen niet in de vorm waarin wij haar willen zien, als elektrische energie. Veel energie wordt bijvoorbeeld omgezet in thermische energie (dissipatie).

[Rulelove]

Zou je die niet weer kunnen benutten om bvb water te verwarmen om zo toch meer rendement te behalen?

[teacup]

Zelf dacht ik al aan het gebruiken van een extensie van een CV-kringloop om zonnepanelen te koelen. Een soort combi panelen. De zonnepanelen blijven koel, wat goed is voor de efficiency en je cv water wordt voorverwarmd.

[Reactie gewijzigd door teacup op 23 juli 2024 14:14]

[Tozz]

Dit idee is al uitgebreid besproken en doorgerekend, maar het blijkt altijd weer dat het niet uit kan. De kosten zijn hoger dan de baten.

Zo moet bv. je CV-pomp harder pompen (=meer energie) om water door je PV panelen te krijgen.

Bovendien betwijfel ik of dit uberhaupt zin heeft. Als de zon hard schijnt heb je over het algemeen geen CV aan staan. In de winter warmen de panelen sws. al minder op doordat het gewoon kouder is. Dan haal je er dus ook minder warmte uit.

[teacup]

Bovendien betwijfel ik of dit überhaupt zin heeft. Als de zon hard schijnt heb je over het algemeen geen CV aan staan.

Dit zat ik mijzelf ook te bedenken toen ik het schreef. Vraag en aanbod sluiten niet goed op elkaar aan.

Zo moet bv. je CV-pomp harder pompen (=meer energie) om water door je PV panelen te krijgen.

Ik neem even van je aan dat de toename van pompvermogen teveel is. Misschien moet een ontkoppeling plaatsvinden, met een primaire en secundaire kringloop. Al levert die in de overdracht ook weer verliezen op. De secundaire kringloop zou ook uit een warmtepomp kunnen bestaan met koelmiddel. Geen warmte uit de buitenlucht dus, maar van en/of van de panelen. Hmm. Groot circuit, duur, kwetsbaar. Gedachte is wel: het circuit van een warmtepomp moet toch al draaien als je die hebt. Maar makkelijk is het misschien niet, ander waren die systemen er allang geweest. Het koelen van panelen op zich lijkt wel met goed gevolg te zijn onderzocht als ik even zo rondzoek (noem de zoekmachine nu eens een keer niet )

[The Third Man]

En hoe krijg je dit koelmiddel koel? Dat is namelijk een veel groter probleem. Je hebt een aanzienlijk temperatuurverschil nodig om geen actieve wamtewisselaar te hoeven gebruiken (aka 'airco'), iets wat er meestal niet is als de zon hard schijnt. Stromend water helpt, maar in de zomer wordt dat ook aardig warm. Ondergrondse koeling kost veel pompvermogen.

Dan blijf je dus netto houden dat het voordeel van de koeling (in toename paneelopbrengst) bij lange na niet opweegt tegen de nadelen van het mogelijk maken van de koeling.

[teacup]

Zelfs als je niet onder de grond gaat, en de warmte opslaat in boilerachtige buffervaten dan blijft het issue bestaan dat een potentiaalverschil overbrugd moet worden. Zelfs al zou het temperatuursverschil groot genoeg zijn, dan gaat natuurlijke convectie ook niet helpen, want de warmte zit hoog (op het dak) en blijft hoog. Aan actieve koeling ga je dus niet ontkomen.

Als actieve koeling teveel verbruik oplevert (wat ik begrijp) voor sec de koeling van de PV-panelen, wanneer dit vermogen alleen een beter rendement van de PV-panelen oplevert, dan moet het koelcircuit nog een ander voordeel opleveren om dergelijke koeling interessant te maken. De doelstelling moet dan dus verbreed worden.

De doelstelling verbreden zal niet zo eenvoudig zijn, ben ik met je eens, er is warmte wanneer je haar niet nodig hebt en andersom. Het lijkt een mooi idee, een deeloplossing kan voorverwarmen van het tapwater circuit zijn, dat is ook in de zomer nuttig. Een warmtepomp zou wel goed in staat zijn de warmte te oogsten als ze er is, maar hiermee iets doen is een tweede.

[The Third Man]

@teacup: Dat is ook een kwestie van mindset. Je zoekt nu steeds naar dingen die op het eerste gezicht 'kunnen' (pompje hier, leidinkje daar), maar je moet denken vanuit de originele vraag. En die is niet om de panelen te koelen, die is om de opbrengst te maximaliseren.

Door dan te focussen op koelen vergeet je dat er nog legio andere mogelijkheden zijn, wellicht nuttiger dan koelen. Dat verklapt ook gelijk waarom het onderzoek zich niet richt op koelmogelijkheden, maar op verbeteringen in het intrinsieke (interne) verlies, waar de ontdekking in dit artikel dus een voorbeeld van is.

Daarnaast wat betreft je 'doelstelling verbreden': elk systeem dat ook de panelen kan koelen is dus deels geld aan het kosten voor de panelen koeling. Dan nog moeten die kosten lager zijn dan de extra opbrengst door de koeling. Dat verschil is minimaal, waardoor de koeling ook dus nauwelijks iets mag kosten. Dat bestaat gewoonweg niet. Zelfs al zou je een koelsysteem van een zwembad gebruiken of iets degelijks, dan heb je nog pompen nodig etc. Dat wordt nooit goedkoop. En dan nog komt het er ook op neer dat de koeling harder moet gaan werken voor de panelen (die als kachel werken), dat kost ook nog eens geld. Er bestaat niet zoiets als 'restkoeling', want dat betekent dat het systeem al meer staat te koelen dan nodig -> en dus al extra geld aan het verbruiken was.

[teacup]

Dat is ook een kwestie van mindset. Je zoekt nu steeds naar dingen die op het eerste gezicht 'kunnen' (pompje hier, leidinkje daar), maar je moet denken vanuit de originele vraag. En die is niet om de panelen te koelen, die is om de opbrengst te maximaliseren.

Helemaal mee eens hoor . Dit koelmechanisme zou nooit een doel op zich moeten worden.

[Reactie gewijzigd door teacup op 23 juli 2024 14:14]

[Verwijderd]

Dan moet je dus geen water gebruiken maar een vloeistof die de warmte opneemt, door zwaartekracht naar beneden vloeit, via een warmtewisselaar die energie afgeeft en als de vloeistof beneden een bepaalde temperatuur komt, gasvormig wordt en lichter dan lucht. Dan stijgt het automatisch naar het dak, waar het condenseert door warmte van de panelen en koelt.

Ofwel een thermisch-isolineaire vloeistof.

[Morelleth]

Nou gaat mijn kennis van thermodynamica niet veel verder dan de hoofdwetten (dus bij de exacte toepassing haakt mijn kennis af), maar zijn er serieus stoffen die op "kamertemperatuur" precies tegengesteld reageren van alle andere stoffen?

Dus bij verwarming de atomen trager worden (dus condenseren/stollen of zelfs rijpen) en bij kou juist sneller bewegen (smelten/verdampen of sublimeren)?

Dacht dat alleen bij extreme koeling er een ander proces op begon te treden zoals in supergeleiders?

Gaat dit dan niet juist in tegen die wetten?
Of is dit het zelfde als met (chemische) exotherme en endotherme reacties?


(Irritant genoeg wil ik nu dus weten hoe het zit en ben ik nu uren kwijt door van alles na te zoeken, terwijl ik eigenlijk andere dingen moeten doen)

[The Third Man]

"als de vloeistof beneden een bepaalde temperatuur komt, gasvormig wordt"

Nou succes met zoeken! En dan nog zo goedkoop dat het netto winst oplevert graag.

[Rulelove]

Zoiets ja lijkt me in win win ,maar goed ik weet verders heel weinig van dit soort zaken.

[Capo1]

Het bedrijf http://www.triplesolar.eu/ heeft deze gecombineerde PVT-panelen. PVT staat voor Photo Voltaic 'Thermic' (dacht ik). Er zijn al verschillende leveranciers, echter is dit nog een redelijk jonge techniek.

Het grote voordeel is, je kunt je zonnepanelen afkoelen. Het is namelijk zo dat je op een heldere relatief koele dag in het voor- of najaar meer energie kunt opwekken dan op een zomerse warme dag. Om dat de temperatuur negatief is voor de weerstandscoëfficiënt van het koper/metaal.

Het nadeel is, in de zomer als het warm is heb je deze warmte meestal niet nodig. Je kunt er bijvoorbeeld een buffervat mee vullen voor warm tapwater, waar je weer uit kunt douchen. Echter een vat groter dan 200 liter heb je niet nodig, meer gebruikt een doorsnee gezin echt niet, de rest van de warmte is dan dus overtollig. Want 200 liter is met een paar uur op 80 graden met een oplaadboiler, helemaal als de dag ervoor het vat niet helemaal is leeg getapt.

Het zou optimaal kunnen zijn, als je de warmte uit de PVT-panelen gebruikt om je aard warmte bron te regenereren. Als je een warmtepomp hebt met aardwarmte bron gebruik je namelijk meer warmte dan koude uit deze bron. Op den duur raakt deze uitgeput, kijk maar bij de wat oudere systemen. In principe moet je evenveel warmte de grond in stoppen in de zomer, door bijv. te koelen in je woning, als koude in de winter, door je huis te verwarmen. Zou hou je de bron in balans.

Momenteel werk ik bij een middelgroot installatie bedrijf en zijn we veel bezig met klanten te helpen hun bron te regenereren. De bronnen zijn wel goed berekend, echter houdt de klant zich veelal niet aan de afgesproken temperaturen.

Sorry redelijk off-topic

[Verwijderd]

Het betreft geen "onderbenutting". In de praktijk is het gewoonweg niet mogelijk een rendement van 100% te behalen in welke omzetting dan ook. Entropie, maar ook kwantum fluctuaties spelen hierbij (bijvoorbeeld) een rol.

[matroosoft]

Wat jij hebt gemerkt is dat omzetten van energie van de ene vorm in de andere nooit met 100% rendement gaat. Zo is het ook met zonnepanelen, ze kunnen zonlicht slechts met een laag rendement omzetten in elektrische energie. Dat rendement wordt door onderzoek wel steeds hoger, maar zal nooit 100% worden.

[JensFC]

Ik begrijp je verhaal over het filter niet helemaal, bedoel je dat je het filter eigenlijk zichzelf van stroom wilde laten voorzien? Dan zou je een perpetuum mobile creëren en dat gaat je niet lukken.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile

Zonnecellen zetten het licht/fotonen (een vorm van energie) om in elektriciteit (een andere vorm van energie). Die fotonen zijn dus denk ik in jouw verhaal wat je noemt de andere gelijke bron.

De zon is een enorme energiebom en die fotonen die ervoor zorgen dat het op onze aarde licht is bevatten dus ook enorm veel energie. Het probleem bij zonnecellen zit hem alleen vooral in het omzetten van die vorm van energie naar elektriciteit, waar we wat aan hebben. Het winstgevender maken zoals je dat noemt is dus ervoor zorgen dat we die omzetting efficiënter maken.

Hopelijk word je hier wat wijzer van

[JeroenED]

Het experiment komt inderdaad in de buurt van een perpetuum mobile. Het verschil was echter dat we een kleine energiebron voorzien hadden en dus indien gewenst wel degelijk konden stoppen.

We kwamen echter tot de conclusie dat hoe meer energie we met de dynamo wilden opwekken (lees snellere filtering), hoe zwaarder onze batterij moest zijn voor dezelfde levensduur van de batterij. Het frappante was echter dat de batterij vergroten slechts een wiskundige formule toepassen was.

Onze leerkracht Techniek had dit uiteindelijk in elkaar gestoken in miniatuur om dit te bewijzen. Maar mijn vraag naar "hoe word dit effect overwonnen bij zonnecellen?" bleef hij heel vaag en Google had een off-day. Zoals eerder gezegd: Energie kost energie, dus wat zijn mijn Euros bij zonne-energie.

Hoe dan ook. Ik denk steeds meer dat ik appelen met peren zit te vergelijken. Zoals ik nu zie zou ik deze constructie alsnog kunnen praktisch in elkaar zetten en als extra energiebron een zonnecel kunnen plaatsen. Zon op: Filter aan. De zonnecel kan dus een aanvulling op het experiment zijn

En naar aanleiding van aanmaak van deze epistel: Hoe meer ik bezig ben met schrijven, hoe meer zever in (economy) pakskes ik merk te schrijven. Ik denk dat ik mezelf al 11 jaar (sinds 2005) voor de zot aan het houden ben

[moozzuzz]

Waart T.net niet allemaal goed voor is #loutering #inzichten .

In je experiment kan de zonnecel enkel functioneren als (hulp)batterij. Noteer ook dat op school er vaak met vereenvoudigde basis-formules wordt gewerkt waardoor limiet-gevallen theoretisch lijken te kunnen maar in de praktijk niet. Bvb: mi wordt er wegens de extra wrijving die de dynamo genereert in je filterkanaal, er netto méér energie verbruikt dan zonder dynamo.

[noidea_2]

ik had verwacht dat Prof. Hummelen er (ook) bij betrokken zou zijn, omdat hij aan de RUG is verbonden en al langer onderzoek doet naar zonnecellen. Ik zie hem ook niet genoemd staan in het bron artikel. Is dit een ander vakgebied?

[dhrduck]

Je hebt zonnecellen en zonnecellen! En eigenlijk is dat ook incorrect.

De groep van Loi doet onderzoek naar materialen die gebruikt kunnen worden als semiconductors, denk daarbij aan organische materialen, pervoskite structuren, quantum dots. Daarbij worden er verschillende technieken getest, materialen etc alles om nieuwere materialen te vinden die beter preseteren.

De groep van Hummelen houd zich ook bezig met Zonnecellen en materialen, de focus van die groep ligt veel meer op het ontdekken en ontwikkelen van de polymeren. Dus een ander deel van de zoektocht naar interessante materialen.

Dit gaat om pervoskites, een heel ander material type (het is geen materiaal). Iets waar Hummelen zich niet mee bezig houdt...Dus het is gek dat hij dan ook ergens genoemd zou moeten staan, hoogstens in referenties.

[noidea_2]

Helder. Ander vakgebied dus. Tx

[Gropah]

Dat Hummelen hoofd is van een groep betekend niet dat hij bij alle onderzoek betrokken is.

[Reactie gewijzigd door Gropah op 23 juli 2024 14:14]

[3raser]

Deze laser zorgt voor elektrische lading in het kristal, wat vervolgens weer zorgt voor het uitzenden van licht. Het kristal had groen licht uit moeten zenden, maar nadat de lucht uit de vacuümkamer was weggezogen, zond het kristal geen licht meer uit.

Betekend dit dat het kristal in vacuüm geen elektrische lading meer aanmaakt? Of betekend dit dat de elektrische lading geen licht meer aanmaakt, en daardoor een hogere efficiëntie heeft?

[GLaDTheresCake]

Geen van beide, het betekent dat het kristal niet een deel van de energie in fotonen omzet (het groene licht) maar alles uit in een elektrische lading (elektronen). De elektrische lading maakte niet het licht, maar het kristal zelf. Dat doet hij dus niet zonder de aanwezigheid van die gassen.

[tinus73]

Ik kan zo snel even niet bepalen/lezen wat de verbetering is tov de huidige ~22%. Is dit drastisch groter of is dat enkele procenten? Wat verwacht men? Of moet dat nu nog verder onderzocht worden?

[moozzuzz]

Stel dat er 2.2% bij komt dan is dat een verbetering van 10% tov 22%. Maar inderdaad het potentieel staat niet in het artikel helaas..

[old_spice]

Interessant. Hoe efficiënter en daarmee goedkoper groene energie wordt, des te beter. Met name zon-energie heeft een mooie toekomst. In windenergie zie ik eerlijk gezegd niet zoveel heil.

[Webgnome]

Toch mooi dat dingen per toeval ontdekt worden. Echter mis ik in het artikel een beetje hoeveel efficienter een zonnecel hierdoor zou kunnen worden?

[3raser]

Dat komt omdat ze dat nog niet weten. Het is een theorie dat je hiermee zonnecellen efficiënter zou kunnen maken maar onderzoek moet nog uitwijzen hoeveel dat precies is.

[TheSiemNL]

Heeft iemand Jip en Janneke vertaling???

[Bart ®]

Door bepaalde gassen, die in gewone lucht voorkomen, weg te houden van een zonnecel, kan deze beter licht opnemen en omzetten in elektriciteit.

[Reactie gewijzigd door Bart ® op 23 juli 2024 14:14]

[Decalies]

Volgens mij Is het juist andersom... Water en zuurstof uit de lucht blokkeren 'slechte' plekken (traps) in het materiaal zodat efficiëntie omhoog gaat.
Echter zuurstof en water malen op termijn het materiaal stuk, dus Is jet nu zoeken geblazen naar andere gassen die dit kunnen zonder de schadelijke effecten op lange termijn.

[CAPSLOCK2000]

Door bepaalde gassen, die in gewone lucht voorkomen, weg te houden van een zonnecel, kan deze beter licht opnemen en omzetten in elektriciteit.

Volgens mij Is het juist andersom... Water en zuurstof uit de lucht blokkeren 'slechte' plekken (traps) in het materiaal zodat efficiëntie omhoog gaat.
Echter zuurstof en water malen op termijn het materiaal stuk, dus Is jet nu zoeken geblazen naar andere gassen die dit kunnen zonder de schadelijke effecten op lange termijn.

Stikstof, argon en koolstofdioxide komen ook gewoon in de lucht voor. Als dat niet zo was dan was er ook geen probleem geweest. Andere gassen uit de lucht (zuurstof en waterdamp) blokkeren deze traps wel.

[dhrduck]

Even ter informatie, deze samples/kristallen worden in N2 omgevingen gehouden en gecreerd. Juist omdat lucht (waterstof en zuurstof) ervoor zorgen dat de degradatie een grotere rol speelt. Daarnaast, zuurstof en waterstof kunnen blijkbaar traps blokkeren. Maar uit onderzoek, gedaan in Wurzburg, Duitsland (J. Schafferhans, “Investigation of defect states in organic semiconductors: Towards long term stable
materials for organic photovoltaics,” tech. rep., Dissertation, Julius-Maximilians-Universität Würzburg,
2011.) blijkt dat zuurstof en lucht extra traps induceren. Let op, het gaat hier wel om organische semiconductors

[tcpie]

Dit zijn organische halfgeleiders, de oorzaak van trapstates (defecten) is daarbij totaal anders dan bij anorganische halfgeleiders. Je kunt ze niet zo met elkaar vergelijken (appels en peren).

[Decalies]

De gassen die jij noemt (stikstof, argon en CO2) komen inderdaad ook in de lucht voor - maar die doen niet zoveel. Noch helpen ze (traps blokkeren) noch zorgen ze voor problemen (hoewel CO2 misschien wel voor problemen kan zorgen door carbonaat vorming, maar dat weet ik zo niet).