Antireflectielaag verhoogt rendement zonnecellen

Onderzoekers van Nederlandse onderzoeksinstituten van het FOM en Philips hebben gezamenlijk een antireflectielaag ontwikkeld die zonnecellen aanzienlijk efficiënter kunnen maken. De laag bestaat uit silicium nanodeeltjes.

De antireflectielaag werd ontwikkeld door medewerkers van het Amolf, een onderdeel van het FOM-instituut, en Philips Research. Met een coating van silicium nanodeeltjes zouden zonnecellen van silicium minder zonlicht reflecteren. Volgens de onderzoekers neemt de reflectie af van 40 tot 1 procent. Door de afname in reflectie is er meer zonlicht voor de conversie in elektriciteit in de fotovoltaïsche cellen.

Dankzij de coating wordt zonlicht verstrooid, waarbij 99 procent van het licht in het silicium wordt gereflecteerd. Het verstrooiingseffect werd bewerkstelligd door de afmetingen van de silicium nanodeeltjes af te stemmen op de golflengte van het invallende licht. Dat licht resoneert in holtes in de nanodeeltjes en wordt vervolgens in de onderlaag geleid, in dit geval het siliciumsubstraat van de zonnecellen.

De onderzoekers ontwikkelden een eenvoudige en goedkope methode om de nanocoating te structureren en op het silicium aan te brengen. De toepassing ervan is echter niet beperkt tot coatings voor zonnepanelen, maar ook lenzen zouden met de antireflectiecoating kunnen worden behandeld.

Reacties (90)

[Patrick_P]

Van 40% naar slechts 1% reflectie! Dat is spectaculair. Als de kosten van deze coating niet te hoog zijn, en er geen andere nadelen ontstaan dan is dit een grote doorbraak.

Nog wat research gedaan en toegevoegd:

Het korte artikel staat hier: http://www.amolf.nl/news/...051120fbba5da71e57658db1/ en uitgebreid hier: http://www.nature.com/nco...3/n2/full/ncomms1691.html

Men zegt dus inderdaad dat dat de bekende blauwe cellen 40% van het licht reflecteren, tegen slechts 1% van de van een nano laag voorziene cellen. De nano particles vangen het licht door breking. De deeltjes zijn zo gekozen dat van IR tot UV gevangen wordt. Er zijn natuurlijk meer processen die reflectie beperken, en 40% lijkt me niet helemaal de juiste meetlat waarlangs je commerciele cellen moet leggen. Toch ziet dit er zeer interesant uit!

De klassieke blauwe laag wordt in een diffusion oven aangebracht (PECVD). Deze stap zou dus vervangen kunnen worden door het nieuwe proces. Het artikel noemt dit een duur proces (it is now possible to do it in an expensive way), maar dat lijkt mij een typo in het artikel.

In de Photo Voltaic (PV) ontwikkeling zijn grote verbeteringen bereikt, maar die hebben ook veel tijd gekost. Een verbeterde anti reflectie kan een dramatisch groot verschil maken, en de kosten per peak Watt output drastisch naar beneden brengen. Dit lijkt een hele grote stap die in veel landen PV dichtbij Grid Parity kan brengen, of zelfs beter.

Mogelijk dat de nano coating in de toekomst nog getuned kan worden om golflengtes van licht te veranderen. Cellen zijn namelijk niet voor elke golflengte even efficient.

Leuk om de blauwe cell met het bloemetjes patroon te zien, een echt Nederlands design, van Solland Solar (samen met ECN dacht ik). Helaas ging het niet goed met Solland. Dit design is een andere route naar grote stappen tot Grid Parity, namelijk back contact cells. Op de foto staat een Metal Wrap Through cell (16 via-holes), in de toekomst moet dat Emittor Wrap Through worden met tienduizenden via-holes. Zo een cell heeft geen front metallization meer, dat houdt in dat er effectief circa 8% meer oppervlak is waar zonlicht op kan vallen.

Als je dit alles bij elkaar telt ziet de PV toekomst er zonnig uit!

[Reactie gewijzigd door Patrick_P op 23 juli 2024 19:23]

[styno]

Als je dit alles bij elkaar telt ziet de PV toekomst er zonnig uit!

De PV toekomst IS al zonnig.

Zonder subsidies kun je nu al 2-4 kWp aan zonnepanelen op je dak hebben liggen met een terugverdientijd van ruim minder dan 10 jaar. 7-8 jaar voor een compleet systeem is al goed mogelijk als je zelf het systeem plaatst en geen lening nodig hebt.

We hebben het dan over all-in prijzen van ca Eur 1.40 per Wp.

Het bijzondere daaraan is dat dit panelen betreft met en-masse geproduceerde simpele multikristallijne cellen, zonder fancy stuff als backcontact, wrap-through, nano-antireflectie filters etc. Gewoon 13-in-een-dozijn multikristallijn spul van amper 15% paneel efficientie.

In de race naar grid-parity gaat het dus niet om wie de hoogste efficienties kan halen maar wie het goedkoopst kan produceren per Wp en dat is vaak niet de meest geavanceerde techniek maar juist de simpelste.

[moreasy]

Maar, hoe lang gaat zo'n panel eigenlijk mee? Weet iemand dat?

[styno]

20 jaar vermogens garantie en 30+ jaar functioneren moet makkelijk kunnen. Er zijn al veel panelen uit de jaren 70/80 die het nog gewoon doen.

[Patrick_P]

"De PV toekomst IS al zonnig" Daar heb je helemaal gelijk in. Helaas zien veel mensen en vooral mensen die ons land besturen dat niet in.

MWT, EWT, nanoscatterer anti reflection en nog heel veel andere verbeteringen zullen op een gegeven moment ook in massa worden geproduceerd. Als de fabrikanten geen zicht hebben op een verbeteringen van de Watt-peak output door introductie van nieuwe technologiën dan worden die niet op de markt gebracht. De PV industrie is zeer competatief, de ene na de ander valt om. Survival of the fittest gaat hier op.

Efficiency verbeteringen zorgen uiteindelijk voor goedkopere producten (gemeten op Watt-peak, niet op oppervlakte), omdat de hoeveelheid grondstof die je benodigd vermindert, en omdat de footprint van de fabriek niet of nauwelijks toeneemt. Innovatie is dus zeker van grote waarde.

[naarden 4ever]

Dat is zeker een wereldschokkend verschil. Maar ben ik de enige die het best stupide vind dat ze hier niet upkomen? Als je t-shirt groen is, komt dat omdat het het groene licht uit bijvoorbeeld wit licht reflecteert.

Daarom wordt een zwarte auto in de zon ook veel warmer dan een witte auto. een witte auto reflecteert vrijwel het hele spectrum, en zwart absorbeert alles, zo ook infrarood licht. er is ook nog verschil dat matte verf (of zijdeglans) meer absorbeert dan glanzende (hoogglans) verf.

Ik had je daarom drie jaar geleden al kunnen vertellen dat witte fotovoltaïsche cellen veel minder efficiënt zouden zijn dan zwarte, en matte efficiënter dan glanzende.

Deze matte laag komt dan ook als een slag binnen bij mij. Moeilijk doen om het elektrische rendement te verhogen maar de basis vergeten? Dat is in mijn ogen toch wel erg schokkend.

Gewoon van de blauwe galnslaag ontdaan worden had al een hoop geholpen qua rendement en dan was dit dus een stuk minder groot nieuw geweest. Goed dat het er dus eindelijk is, maar schokkend dat er nog niet over nagedacht was als een simpele stap in mijn ogen.

Mat = geen glad, maar glooiend landschap op het oppervlak = meer oppervlak. Dit is, serieus, tweedeklas natuurkunde.

[D.oomah]

Je denkt te simpel. Onder die zwarte matte laag zit nog steeds die blauwe cellen. Als ze dat een andere kleur konden maken om de efficiëntie te verhogen hadden ze dat al lang gedaan.

Als licht (of elke andere EM-golf) op een oppervlak valt dan heb je te maken met drie verschillende golven:
De inkomende golf, de gereflecteerde golf en transmissie golf. Bij een normale stof (bv water) is de verhouding tussen de reflectie en transmissie afhankelijk van de brekingsindex (n=1.33) en de hoek van inval (en de golflengte en de polarisatie).

Wat ze hier gedaan hebben hangt af van twee dingen:
Het eerste is vrij logisch: ze hebben gezorgd dat de brekingsindex tussen lucht en de zonnecel vervangen is door de brekingsindex tussen lucht en dit laagje en dit laagje en het zonnepaneel, wat blijkbaar beter werkt.
Maar daarvoor heb je niet een speciaal nano-siliconen laagje voor nodig, mijn opticien doet het ook met brilglazen.
Wat het bijzondere hieraan is, is dat de brekingsindex niet constant is. De inkomende golf kan makkelijk het materiaal in waardoor je weinig reflecties hebt en veel transmissies. Echter nadat een deel van de inkomende golf gereflecteerd is (deze golf noemen we even R1) komt het aan de andere kant van het nano-laagje. Hier zal het een andere brekingsindex zien en zal dus heel veel reflecteren (R2). Deze golf zal dan weer op de zonnecel vallen en weer een deel reflecteren (R3) en een deel zal de zonnecel in gaan. Dit herhaalt zicht dusdanig vaak dat slechts 1% van het invallende licht uit het nano-laagje kan ontsnappen.
Dit zie je ook heel goed op de foto waarbij je aan de linkerkant de onderkant ziet die goed reflecteert en aan de rechterkant het niet reflecterende laagje.

[BèR]

Aha, een beetje als transmissie-effecten bij bijvoorbeeld coaxkabel, ultrageluid etc? De optische impedantie aanpassen? Interessant. Zelfs mijn elektro-hoofd snapt het nu

[Patrick_P]

Cellen zijn niet van zichzelf blauw. Als ze wel blauw zijn dan is een blauwe laag opgedampt (PECVD). Blauwe cellen hebben een beter rendement dan cellen zonder deze PECVD laag. Silicon cellen zijn van nature lichtgrijs.

Deze nanoscatter laag komt direct op het silicon en wordt daarna voorzien van een silicon nitride toplaagje.

[Bauknecht]

Dus heel simplistisch en kort door de bocht gezegd veroorzaakt die coating een soort broeikaseffect van zichtbaar licht op nanoschaal? Had dat dan toch eerder gezegd

[bbob]

Paar jaar terug gezien zwarte motorpakken die een special kleurstof had die wel het licht/hitte reflecteerde en dus net zo warm werd als een wit pak

[motormuis]

Een omgekeerde ijsbeer dus. Die zijn zwart maar hebben een wit reflecterend laagje...

[elmertje]

het probleem is natuurlijk om het te maken. Het idee is simpel. Ga jij maar ff zo'n nano coating in elkaar flanzen.

[0rbit]

Tja. Je leest een paar regels in de media en denkt dat de onderzoekers stupide zijn. Wat er allemaal achter steekt weet je ook niet. Hoe moeilijk het is om een werkende coating te maken bijv.

Maar nee, ga er lekker vanuit dat je alles weet als je een lulverhaaltje in de media hebt gelezen. Het zegt meer over jouw denkniveau dan dat van de onderzoekers

[Patrick_P]

Je gaat eraan voorbij dat het niet het doel is om licht te vangen en in warmte om te zetten in de toplaag. Dat is namelijk wat een zwart t-shirt beter doet dan een wit t-shirt als je op een zonnig terras zit.

Het gaat erom dat we de fotonen in het silicon willen vangen waar ze electronen kunnen vrijmaken. We willen dus absoluut niet dat er warmte ontstaat. Daar waar de energie van de fotonen warmte heeft opgewekt is geen energie meer beschikbaar om electronen vrij te maken. Zomaar een willekeurig zwart laagje aanbrengen zou de cellen dus waardeloos maken.

[Iblies]

Mits de werking gegarandeerd blijft. Het oppervlak aan de bovenkant moet superglad blijven om te voorkomen dat het snel vies word en dat het ook snel schoongemaakt kan worden.
Daarnaast is het maar de vraag hoe de nano-deeltjes zich in de echte buitenlucht zullen gedragen.

Mooie ontwikkeling,
maar wel eentje waarvan ik denk, sounds to good to be true.

[ADT_Phantom]

Zoals ik het begrijp wordt de laag aangebracht op de cel zelf, daar kan dan nog gewoon iets worden gebruikt om af te dekken.

[BèR]

En dan zorgt die afdeklaag weer voor 40% reflectie, dus effect weg? Lijkt me logisch dat deze nieuw ontwikkelde laag bovenop moet.

[JanJeen]

Lijkt mij niet noodzakelijk, wat dacht je van ontspiegeld gehard solar glas?

[Patrick_P]

Klopt als een bus. De cellen zitten altijd achter een glasplaat. Deze is erop gemaakt zoveel mogelijk licht door te laten, en moet dus zo weinig mogelijk reflectie en absorptie tonen. Het geheel inclusief achterkant, lijsten, en electrische aansluiting noemen we een panel. Een panel bestaat uit een aantal cellen die middels stringing aan elkaar zijn verbonden.

De cell zelf moet zoveel mogelijk licht absorberen. Simpelweg zwart schilderen werkt niet omdat dan de zwarte laag deze absorptie doet, en het licht in warmte omzet. Dat is net wat je niet wilt. Je wilt wel dat de fotonen in het silicon raster een electron vormen. Daarvoor moet het zonlicht dus in het silicon komen.

Bedenk dat het silicon van een cell tegenwoordig meestal slechts zo'n 180 µm is dik is. Op die hele korte afstand wil je dus zoveel mogelijk licht pakken. Het licht tegen het IR aan gaat er nogal makkelijk doorheen helaas.

[G-bird]

De meeste van deze glasplaten zijn niet voorzien van een anti reflectie coating.

Dus een glasplaat geeft ongeveer 8% verlies mbt tot transmissie. Er zijn wel wat coatings op de markt om reflectie te beperken. Echter veel van die coatings zijn te duur en rechtvaardigen de extra uitgave in verhouding tot de additionele output niet.

[RemcoDelft]

Maar nu zit er ook al van alles aan anti-reflectie op zonnecellen, dus van 40 naar 1 gaat niet gebeuren.

[Vliegtuigje]

Dit is eigenlijk direct ook de crux van het hele verhaal:
Dat licht resoneert in holtes in de nanodeeltjes en wordt vervolgens in de onderlaag geleid, in dit geval het siliciumsubstraat van de zonnecellen.

Daardoor is het oppervlakte van de rechtse cel ook veel donkerde dan de standaard gepoleiste PV-wafer. Doordat er minder reflectie optreed. Een zeer significante ontwikkeling voor de lange termijn wat betreft watt piek prijs. Afgezien van het feit dat de huidige PV-technieken al met de huidige gesubsidieerde vormen van Fossiele brandstoffen kunnen concurreren ad 25ct per Kw/u.

[Reactie gewijzigd door Vliegtuigje op 23 juli 2024 19:23]

[dangerpaki]

Superhandig. De vraag is alleen wat de efficientie zou worden van zonnecellen met zo'n coating. Zeker met de dalende prijzen van de zonnepanelen is dit erg interessant.

[boombes]

Wat heel erg grappig aan deze foto is, is dat dit een MWT (metal wrap trough) cell is en de enige die deze cel kon maken is een nederlands / duits bedrijf echter dat pas geleden zo goed als failliet gegaan (werkte er zelf).

Solland Solar heet het bedrijf en dit is de Sunweb cell. De website is zelfs offline van het product.

Misschien wel een leuke link hoe die geproduceerd werd / wordt

http://www.youtube.com/watch?v=DNiOKPRxBrE

[Reactie gewijzigd door boombes op 23 juli 2024 19:23]

[Anoniem: 289550]

was ook bij eenvandaag http://www.eenvandaag.nl/...oorbraak_bij_zonnepanelen

[Nightjar]

he gaaf filmpje! Jammer dat het bedrijf failliet is. Wellicht met deze media aandacht een doorstart? Weet iemand toevallig ook van wie die muziek is? Shazam en Soundhound kunnen niks matchen..

[JoostSlager]

Er zijn ook onderzoeks instituten die deze cel op kleine schaal kunnen maken hoor.

[ravenger]

Bij eenvandaag hebben ze het over een rendement tot 70%, dus aanzienlijk beter dan de huidige zonnecellen.

[bbob]

Huidige rendement ligt bij iets van 15%.

Als je het goed lees komt nu dus 60% door en dat geeft 15% rendement uit het licht.
als nu 99% van het licht doorkomt zou dat betekenen:

(15% / 60) * 99 = 24,75% rendement. Niet slecht als dit zo zou zijn.

Waar echter wel een keihard maximum aan zit is het aantal watt per vierkante meter dat ze zon aan straling kan afgeven.

ca 1367 Watt per vierkante meter in de bovenste lagen van de atmosfeer; op de grond minder, afhankelijk van de dikte van de tussenliggende laag lucht, de hoek waaronder de zon de aarde treft, de afstand tussen de aarde en de zon die met de seizoenen iets verandert, en vooral ook het voorkomen van wolken.)

Hier op aarde zou je blij mogen zijn met 400 watt per vierkante meter als absoluut maximum bij 100% rendement.

[boombes]

Je beredenering is fout omdat het rendement van een cell niet een op een te vertalen is naar de reflectie.

Zal even de werkelijkheidschetsen:

Huidig rendement van een cell is 16.7% (bovenstaande sunweb cel)
Echter doordat deze in een module komen waar licht weerspiegeld wordt en nog een aantal andere kleine verliezen (denk aan contact overgangen / soldeer verbindingen).
Komt het rendement van een module op +/- 15% uit.

Nu al het zonlicht (even die 1% verwaarlozen) wordt opgenomen door de zonnecel komt dit in de buurt van de 16.7%. Een totale verbetering van 1,7% in efficiëntie!

Wat een hele stap is in de solar industrie.

Sowieso ligt het theoretisch maximum van een Silicium zonnecel op 23,x % omdat de rest van de vrije elektronen niet in banen geleid worden maar elkaar vinden (dit effect heet recombinatie van elektronen) +/- 50% van alle los gemaakte elektronen zullen elkaar weer vinden zonder dat er een nuttige stroom afgegeven kan worden.

[Reactie gewijzigd door boombes op 23 juli 2024 19:23]

[Anoniem: 171689]

Op de een vandaag video heeft die kerel het over ''iets anders en goedkopers'' dan silicium, dus wat dat betreft is er wel ruimte om over die 23,x procent uit te komen. Wel jammer dat ze dan weer niet vertellen welk materiaal ze wel van plan zijn te gebruiken. Ook nog iets met ''veel dunner maken'' van die zonnecellen. Ik heb het gevoel dat ie het dan over iets heel anders heeft dan deze reflectie ontdekking.

[JoostSlager]

Ik denk dat dit met een reden niet word gedaan. Als het b.v. nog in onderzoek is gaat men de naam niet prijsgeven en zo eventuele concurrentie op weg helpen.

[0rbit]

Dat lijkt me sowieso niet te kloppen en ik heb hiervoor net zoveel bewijs als jij

Ik geloof dat je niet boven het theoretische maximum van een % of 42 komt.

[Anoniem: 256386]

Was net op eenvandaag.
Het rendement zou 70% zijn en de verwachting dat het over 5 jaar beschikbaar komt.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 256386 op 23 juli 2024 19:23]

[Bartjuh]

70% is niet mogelijk met single junction cellen. Je hebt gewoon een theoretisch maximum, dat optimum is de Shockley-Queisser limit met 33,7% bij 1.1eV: http://en.wikipedia.org/wiki/Shockley%E2%80%93Queisser_limit

Voor multi-junction wordt het hoger, maar 70% is al extreem hoog, theoretisch al, praktisch helemaal. 2 junctions is 42%, en 3 junctions is 49%.

Je hebt namelijk een spectrum van licht, als je de bandgap te laag maakt, dan zullen er veel elektronen de valentie-band in gesmeten worden, maar zullen weinig energie hebben. De rest gaat verloren aan phonons. Als de bandgap te hoog is zullen er weinig elektronen geëxciteerd worden, maar hebben wel hoge energie. De photonen met minder energie dan de bandgap worden gewoon gereflecteerd via de back-reflector (en nooit geabsorbeerd), of omgezet in phononen.

[Reactie gewijzigd door Bartjuh op 23 juli 2024 19:23]

[flipthegreat]

In dat wikipedia artikel dat je linkt staat dat het theoretisch maximum 86% is bij een oneindig aantal lagen van transistors. Nu weet ik niet de formule/grafiek van aantal lagen VS maximum rendement. Maar ik zou me kunnen voorstellen dat bij bijvoorbeeld 10 lagen wel 70% gehaald zou kunnen worden.

Met oog op de ontwikkelingen van de 3D-transistors zou het binnenkort al mogelijk zijn om goedkoper meerdere lagen te kunnen maken dan nu het geval is.

Ik zie graag de eerste kostprijs berekening tegemoet wanneer dit op de markt gaat komen

[Bartjuh]

10 lagen zou theoretisch kunnen...

Echter, je moet current matching hebben tussen alle lagen. Dat betekend als het lichtspectrum iets anders wordt dan waarop is gebouwd (ochtend - avond, zomer, winter), dan wordt het snel sub-optimaal. De laag met de bandgap die het minste current oplevert zal de rest afknijpen. Een soort zwakste schakel idee.

In de ruimte is dit overigens geen probleem, op satellieten of ISS, daar heb je altijd praktisch hetzelfde spectrum. Daar gebruiken ze dan ook triple-junction GaAs cellen met 30-40%. Echter, daar moet je diep, maar dan ook erg diep, voor in de buidel tasten. Reken op minimaal 50x de wattpiek prijs van normaal kristallijn silicium.

[Mentalist]

Ik wil de pret niet bederven, maar ik maak me zorgen over de warmteontwikkeling.

Je kan door het gebruik van simpele goedkope spiegels ook het rendement van je huidige panelen opdrijven. Gewoon meer licht naar je panelen toe reflecteren. Zelf getest, in de winter op zich ook wel een leuke oplossing. Maar vooral in de zomer zal de slijtage toenemen. En ironisch genoeg, net als LED's, neemt de efficiëntie van zonnepanelen af bij hogere temperaturen. Bij mijn weten moet er ook altijd ruimte tussen je panelen en je dakpannen zijn zodat er lucht langs kan stromen.

Alsnog kan je dan natuurlijk een paneel maken met minder cellen erop + deze coating, dan blijft de warmteontwikkeling binnen de perken, de prijs laag en de levensduur op peil. Maar de watt/m² ratio zal dan niet verbeteren.

[teacup]

Kan mogelijk een issue zijn. Denk ook maar eens aan actief gekoelde Beam Dumps ( plaatjes) die gebruikt worden om aan het einde van een optische testopstelling de energie van een (vaak laser) lichtbundel te om te zetten in warmte, en deze af te voeren. Hiermee is wel een extreem in het spectrum genoemd. De zwartheid van dit oppervlak deed me echter direct aan die dingen denken.

Opwarming zou jammer zijn. Verzachtende omstandigheid is misschien nog wel dat het oppervlak door diezelfde cavity structuur een groot oppervlak zal vertegenwoordigen dat ook weer veel warmte zal kunnen afstaan.

Op zich is de uitdaging van van opwarming goed aan te gaan. Zo kan uitzetting van materialen worden opgevangen met een bladveer ophanging van de cellen (klinkt duurder dan het hoeft te zijn, sloop een recent stuk electronica, en het staat stijf van allerlei massa geproduceerde verende elementen). Ook koeling is iets waar veel van te verwachten zal zijn als verschillende knappe koppen zich erop concentreren. Over een vlakke dunne spleet staat altijd een drukverschil die op een passieve manier een luchtstroming teweeg brengt. Dergelijke spleten en bladveeropleggingen worden geïntegreerd in de frames van de zonnepanelen. Dit type zonnecellen niet te koop zonder de beschermende maatregelen.

Trouwens, als het zo lekker opwarmt, sluit meteen je waterleiding aan op het pakket, zodat een geïntegreerd PV en zonnecollector paneel ontstaat. Misschien wat prijzig, maar heel compact. Opwarming kan ook een kans zijn.

[morrowyn]

Heel leuk, maar wat is het netto effect op het rendement van deze zonnepanelen?

[RocketKoen]

Volgens het artikel wordt nu maar 60% doorgelaten, met de coating 99%.
Een verbetering van >50%

Een zonnecel met een rendement van 20%, zou met deze coating dus in theorie >30% moeten halen.

[styno]

Meer direct zonlicht op een PV cell is leuk en nuttig maar dat zegt nog niet zoveel over de extra productie van die cell.

Halfgeleiders als silicium hebben maar een smalle bandbreedte waarin licht met hoge efficientie omgezet wordt in electriciteit. Daaronder wordt het licht helemaal niet gebruikt (fotonen hebben te weinig energie om electronen uit het raster vrij te maken) en daarboven heeft het licht teveel energie waardoor de electronen alleen maar harder uit het rooster geknikkerd worden en niet meer, deze electronen stuiteren dan in het kristalrooster heen en weer totdat ze de extra energie weer kwijt zijn geraakt in de vorm van warmte. Een licht foton kan dus maar 1 electron vrij maken op voorwaarde dat deze foton energetisch genoeg is.

De bandbreedte van silicium is de oorzaak dat cellen gebouwd met dit materiaal maximaal 31,nogwat % efficientie kunnen halen (theoretisch), deze reflectielaag maakt het alleen mogelijk om wat dichter deze maximale efficientie te halen.

De enige mogelijkheid om boven die maximale efficientie te geraken is het gebruik van andere materialen (gallium of germanium bijvoorbeeld) of het combineren van verschillende materialen (de zg peperdure multijunction cellen voor de ruimtevaart bijvoorbeeld) of om silicium slim met verontreinigingen te dopen dat een licht foton toch meerdere electronen vrij kan maken maar dit is nog echt grenswetenschap.

Edit: Bartjuh legt het hieronder ook al goed uit.

[Reactie gewijzigd door styno op 23 juli 2024 19:23]

[Carbon]

Volgens het artikel wordt nu maar 60% doorgelaten, met de coating 99%.

Vergeleken met panelen zonder antireflex coating!

Moderne zonnepanelen hebben al een antireflex coating, maw de verbetering zal een heel stuk lager uitvallen dan 50%.

[Reactie gewijzigd door Carbon op 23 juli 2024 19:23]

[Bartjuh]

Denk niet dat je zo kan rekenen, het ligt ook aan de frequenties van het licht dat je reflecteert en transmit (absorbeert), -> dispersion.

Als je voornamelijk photonen reflecteert die toch een lagere energie hebben dan de bandgap is er nog niet zoveel aan de hand.

[Anoniem: 324209]

zover ik weet is het rendement van zonnecellen 15 tot 20%

[Chaosstorm]

Kijk, dat zijn nog eens verbeteringen zonder de zonnecellen zelf aan te passen

Zal deze coating dan ook werken op bestaande zonnecellen? En zo ja kan de normale mens dit erook op plakken of moet je dan weer een specialistisch duur bedrijf inhuren .

[ThePendulum]

Ik weet er niet zo heel veel vanaf, maar ik denk niet dat deze coating op bestaande zonnepanelen aangebracht kan worden. Wordt het licht dan, zodra het door deze laag treed, niet alsnog gereflecteerd door de 'oude' laag?

[G-bird]

De zaken die op je dak zet heten zonnen modules. In een module zitten zonnecellen.

Die zonnecellen, geintegreerd in de module, kun je dus niet aanpassen. Zelfs een gespecialeerd bedrijf kan dat niet.

BTw de opbrengst zou die kosten, als het zou kunnen, toch niet rechtvaardigen.

[kevinwalter]

Is die anti-reflectie laag niet iets voor beeldschermen?

[Propheticus]

Dacht precies hetzelfde. Lijkt me met name handig voor schermen die buiten gebruikt worden. Ik zie wel toepassing voor mobieltjes, displays (pinautomaat bijv.) en laptopschermen.

[G-bird]

Beeldschermen, met name tv's, hebben al anti-reflectie lagen. Daarom zien tv's er soms blauw paars achtig uit.

Echter meestal zijn deze lagen niet zo hard dat ze tegen vingers of zand of andere abrassieve dingen kunnen. Vandaar dat ze op mobieltje en laptop schermen vaak niet worden toegepast

[Anoniem: 55563]

Als de lichtreflectie op een zonnepaneel inderdaad daalt van 40% naar 1% dan gaat de hoeveelheid licht die daadwerkelijk op het paneel valt van 60% naar 99%. Dat suggereert een stijging van 65% in belichting. Als dat gelijk staat aan een stijging van het rendement van 65% dan zullen panelen van 14% dus ineens uitkomen op een rendement van 23%. Dat is nogal wat en het betekent automatisch een flink lagere investering in een zonneparkje op je dak. Dan wordt zonne-energie al snel goedkoper dan elektriciteit van het net. Ik ben alleen al daarom benieuwd of dit product zijn weg zal vinden naar de consument.

[Bartjuh]

Uiteraard zal het een verbetering zijn, maar niet zonder meer zo groot.

Ik heb eerder vermeld hierboven ergens dat deze stelling niet zonder meer geld zonder naar het spectrum te kijken dat nu wordt gereflecteerd.

Als die voornamelijk uit lagere frequenties bestaan, die niet voldoende energie hebben om de bandgap eV te overwinnen, dan win je niet zoveel als je zou vermoeden zonder dat in ogenschouw te nemen.

[motormuis]

De meeste lenzen hebben een antireflexicoating. Onlangs een filter gekocht voor een lens en deze heeft minder dan 1% verlies.

[Anoniem: 126717]

Het is mij nog niet geheel duidelijk wat de uitwerking op lenzen is?
Maakt deze coating een f/2.8 lens een f/2.0 lens op een of andere manier? De lens opening wijzigt natuurlijk niet, maar de nanodeeltjes zouden meer licht naar de sensor kunnen leiden.

[motormuis]

Nee, het werkt net de andere kant op. Het zorgt ervoor dat je F/2.8 lens niet een F4 lens wordt. Een vlakke glasplaat kan nooit zorgen voor meer lichtinval dan lucht, in het beste geval is het net zo goed.