Onderzoekers aan MIT hebben onlangs plannen aangekondigd om een ‘zonne-energie trechter’ te ontwikkelen die energie uit een veel breder spectrum van zonlicht kan opslaan dan de siliconen zonnepanelen die momenteel gebruikt worden.

Ju Li, een professor aan MIT, en Xiaoteng Qian, een postdoc-student, hebben een artikel gepubliceerd in Nature Photonics, waarin ze de geavanceerde trechter, die gemaakt is van een superdun materiaal genaamd molybdenum disulfide (MoS2) beschrijven.

De zonne-energie trechter van Li en Qian is ontwikkeld met een microscopische naald, waarbij een piepklein gaatje in een dunne laag MoS2 van maar 1 molecuul dikte wordt geprikt. Dit deukt het oppervlak en creëert een trechter-achtige vorm. De druk die de naald uitoefent creëert elastische belasting, dat het grootst is in het centrum van de laag, waar deze geprikt is. De verschillende belasting op het materiaal verandert de atomische structuur net genoeg om verschillende secties op verschillende golflengten van licht “af te stemmen” – niet alleen zichtbaar licht, maar ook een deel van het onzichtbare spectrum wat een groot deel van de energie in zonlicht bevat.

MoS2 is een natuurlijke halfgeleider en heeft een speciale eigenschap, genaamd bandgap, waardoor het omgezet kan worden in zonnecellen of geïntegreerde schakelingen. Deze eigenschap, in combinatie met de zonne-energie trechter, geeft dit materiaal het vermogen om te reageren op verschillende kleuren licht op manieren waar siliconen simpelweg niet tot in staat zijn. Qian zegt over de op siliconen gebaseerde organische zonnecellen: “het is een diffusieproces en het is erg inefficiënt.” Echter een zonne-energie trechter op MoS2 creëert een gerichte “collectieplek [in het centrum] wat efficiënter zou moeten zijn voor het opvangen van elektriciteit.”

Deze zonne-energie trechters zijn tot nu toe alleen getest met computermodellen, hoewel onderzoekers hopen dat ze echte laboratorium experimenten op MoS2 kunnen gaan uitvoeren om het vermogen van de trechter om zonne-energie op een efficiënte manier om te zetten in elektriciteit te bevestigen.