Onderzoekers zetten nanokubussen in voor zonnecellen

Onderzoekers van de Amerikaanse Duke-universiteit denken met metamaterialen die van zilveren nanokubussen gemaakt worden het rendement van zonnecellen op te kunnen schroeven. Hun productiemethode zou relatief goedkoop zijn vergeleken met lithografische technieken.

De Duke-onderzoekers, onder leiding van Cristian Ciraci van Duke's Pratt School of Engineering, maken gebruik van metamaterialen. De gewenste eigenschappen van dat materiaal worden bereikt door een dunne goud-coating af te dekken met een zeer dunne laag isolerend materiaal, waarop nanokubussen van zilver worden aangebracht. De combinatie van die drie componenten zou zorgen voor een groot lichtabsorberend vermogen van het materiaal, zodat het bijvoorbeeld als zonnecel ingezet zou kunnen worden.

Hoewel de goud-coating van zichzelf juist zeer reflectief is, zorgen de zilveren nanokubussen juist voor sterke absorptie van de elektromagnetische straling. De kubussen fungeren als antennes die het door het goudlaagje gereflecteerde licht terugreflecteren. Door de grootte en verdeling van de zilveren nanokubussen aan te passen, kunnen de onderzoekers verschillende golflengtes absorberen. De constructie van dit metamateriaal, zo genoemd vanwege zijn 'onnatuurlijke' eigenschappen om licht te buigen, zou veel goedkoper zijn dan de lithografische benadering.

Reacties (14)

[space-diver]

Helaas heb ik het verhaal al gelezen bij Phys.org en gaat het hier niet om een zonnecell techniek maar om fotonische elementen.
Het namelijk zo dat het licht niet geabsorbeerd wordt door het zilver maar door de resonantie van oppervlakte plasmonen in het zilver en goud wordt het licht gevangen in het tussenliggende polymeer.
er is hier dus geen sprake van fotovoltaische omzetting omdat meer nodig heeft dan enkel een laagje plastic.
mogelijk dat het toegepast kan worden in de toekomst voor zonnecellen maar dat moet eerst nog onderzocht worden.
http://phys.org/news/2012-12-team-absorber.html
wat wel net nieuw is op het vlak van zonnecellen is dit:
een nano patternd laagje goud in plaats van ITO ver drivoudigd efficientie van organische zonnecellen.
http://phys.org/news/2012...lar-cells-efficiency.html

[TheOmen]

As effective as lithography has been in creating such structures, it does have a limitation – it is very expensive and thus difficult to scale up to the large surface areas required for many applications.
We hebben het hier over minuscule laagjes
a thin layer of gold film coated with a nano-thin layer of an insulator, topped off with a dusting of millions of self-assembled nanocubes. In the current experiments, the nanocubes were fabricated out of silver.
Maar wellicht is "minder duur" wat helderder dan "goedkoper".........

[DeathMaster]

Dus goud en zilver is goedkoper dan de lithografische benadering? Lijkt me sterk.

[thomasv]

Zilver kost niet zo veel hoor, en goud, tja, das niet echt goedkoop nee maar hangt er vooral vanaf hoeveel ze nodig hebben uiteraard.

[postbus51]

Ongeveer hetzelfde als de catalysator in de uitlaat , platinum is ook niet goedkoop
Maar een paar micron in dikte en dat qua oppervlakte van een voetbalveld
Valt dat ook wel mee , en afval is dan rendabel om te herwinnen

[Verwijderd]

Weet je hoe de prijs van goud en zilver is gestegen de laatste jaren? Zilver per kilo kostte 'niet zo veel'. Maar vergelijk de prijs eens van tussen 2005 en nu.

Ik hoop dat deze lui er over nadenken hoe ze die edelmetalen weer terug kunnen winnen als een paneel wordt afgedankt. Ik reken er bijna op dat ze dit niet doen.

En ook is dit wéér een nieuw idee om panelen te verbeteren. Samen met tientallen andere methoden. Iedereen doet maar wat. Er is geen samenwerking om voor een gemeenschappelijk doel te vechten. Want waarom willen we allemaal aan de zonnepaneel? Waarom was dat ook weer?

[mad_max234]

IS al meer dan jaar gestabiliseerd en doorbreekt de grens niet die al meer dan 1.5 jaar geleden is bereikt, stijgt en zak, stijgt en zak, en dat al meer dan jaar lang. Goud markt is op dit moment dood geld.

Maar vergelijk de prijzen van 2005 eens met 1992 of zo, dan heb je hetzelfde verschil.

En er is heel veel goud, echt heel veel, moet niet denken dat goud echt zeldzaam is, vind het overal in de grond, alleen niet altijd even geconcentreerd, maar daar word vast nog wel oplossing voor gevonden over 1000 jaar als huidige gevonden aders opraakt.

Maak je in ieder geval niet druk om komende generaties, zal meer dan zat goud zijn, voor nog generaties lang. Laat je dus niet bang maken, net als olie, er is nog zat olie voor komende generaties. Mensen die anders beweren weten niet hoe het zit, al die spookverhalen zijn mensen naar hoofd gestegen!

[bbob]

het gaat om een coating van goud / zilver met een hele kleine dikte. De hoeveelheden die ze gebruiken zullen dermate klein zijn dan je het niet over duizenden of honderden euro's hebt.

Aangezien ze tijd en geld in deze ontwikkeling steken met als doel er een product van te maken zullen ze ook naar de kosten gekeken hebben om het rendabel te maken.

[Verwijderd]

Creating these materials for visible light is still a technological challenge that has traditionally been achieved by lithography, in which metallic patterns are etched onto an inert material, much like an ink-jet printer.

Met de lithografische benadering bedoelen ze op een lithografische manier de metaaldeeltjes op je oppervlakte krijgen. Het gebruiken van hele kleine metaaldeeltjes is al vaker gedaan namelijk, het enige nieuwe is hier de manier waarop deze metaaldeeltjes op het oppervlak gekregen zijn.

Daarnaast reflecteren de zilverdeeltjes licht over een oppervlakte dat 30 keer zo groot is als de deeltjes zelf, dus hoef je in principe maar 1/30e van je oppervlakte te bedekken om het gewenste effect te verkrijgen.

De voordelen zullen overigens voornamelijk optreden als je het op gaat schalen, waar deze techniek veel makkelijker toepasbaar zal zijn dan lithografische technieken.

[Bunga]

Aan de huidige prijs misschien niet maar die prijs zal ongetwijfeld omhoog schieten vanwege de vraag. En bij een universitair onderzoek kijken ze niet noodzakelijk eerst naar het economisch haalbare.

[Waterbeesje]

Nu hopen dat het ook nog wat energie opbrengt! Nieuwe techniek is leuk, maar het moet wel de moeite waard zijn (economisch).

[Themperror]

Ik denk dat 1 druppel goud en zilver genoeg zijn voor duizenden nano kubussen dus ik denk niet dat er veel gekeken wordt naar goud/zilver prijs hiervoor..

[peedebee]

Wellicht is de prijs van deze panelen bij de huidige goudprijs lager dan lithografische panelen doordat er zeer kleine hoeveelheden goud en zilver worden gebruikt. Echter als de hele wereld ineens van dit soort panelen wil hebben dan kun je maar beter investeren in goud want heel veel kleine beetjes is alsnog heel veel en dan gaat de prijs van goud waarschijnlijk wel stijgen.

[Verwijderd]

Voor dit dit soort producten is het productie process het duurste.
Als je met dit soort nieuwe technieken de verspilling van bepaalde zeldzame mineralen kan verminderen of de behoefte van zulke mineralen. Of het percentage van disfunctionele producten kan verminderen kan het al interessante productie kosten verminderingen opleveren.
Dan niet te vergeten als dit de productie methode kan versimpelen kan het ook enorme kosten verminderingen opleveren.
En dan komt natuurlijk nog het rendement van de panelen.
Het silver wordt op Nm aangebracht dus ze zullen voor zo een paneel echt maximum een paar gram silver nodig hebben, dus als wij 50 gram pakken (lijkt mij veel) zit je op ongeveer 1.60 dollar per paneel aan silver.