Wetenschap maakt korte metten met 'natuurkundige limiet' van zonnepanelen: lichtsplitsing kan rendement richting 45% duwen

In dit artikel:

Onderzoekers van de University of New South Wales (UNSW) in Sydney publiceren in ACS Energy Letters resultaten die de veronderstelde efficiëntielimiet van siliciumzonnecellen in vraag stellen. Waar silicium lange tijd rond een maximaal praktisch rendement van ~27 procent bleef steken — ongeveer de bekende fysische grens voor enkelvoudige siliciumcellen — laten de Australiërs zien dat een ultradunne moleculaire laag bovenop standaard silicium veel meer uit zonlicht kan halen.

De sleutel is singlet fission: één hoogenergetisch foton levert niet één maar twee excitons (ladingsdragers) op, waardoor de stroomopbrengst per binnenkomend foton kan verdubbelen. UNSW gebruikt daarvoor niet het oude materiaal tetraceen (dat in lucht en vocht snel degradeert), maar een stabiel pigmentachtig molecuul genaamd DPND. Dat molecuul is chemisch betrouwbaar en compatibel met gangbaar silicium, waardoor singlet fission praktisch toepasbaar lijkt in plaats van alleen een labcuriositeit.

Belangrijk is dat de techniek geen fundamentele renovatie van de productieketen vereist: het laagje kan in principe als dunne film op bestaande panelen worden aangebracht. Theoretisch zou dit de maximale efficiëntie richting ongeveer 45 procent kunnen verschuiven — een stijging van tientallen procentpunten in plaats van een marginale verbetering. Dat betekent meer kilowatturen per vierkante meter dak en minder druk op netten in gebieden met congestie (zoals Nederland, België en Duitsland).

UNSW waarschuwt dat commerciële toepassing niet meteen komt; een klein proof‑of‑concept wordt binnen circa vijf jaar verwacht en meerdere grote zonnebedrijven volgen de data al. Als deze aanpak standhoudt, zou het bestaande plafond van silicium aanzienlijk opgeschoven worden en de hele industrie kunnen veranderen.