Kwantumdots halen meer uit uv-foton

Onderzoekers van het National Renewable Energy Laboratory claimen zonnecellen van kwantumdots te hebben gefabriceerd met een externe kwantumefficiëntie (EKE) van meer dan honderd procent in het specifiek deel van het spectrum. De EKE is het percentage geabsorbeerde fotonen dat resulteert in een elektron-gat-paar. De nanodeeltjes gebruiken de lichtdeeltjes dus efficiënter dan bulk halfgeleiders.

In tradionele zonnecellen is één foton, één elektron de norm. Elk foton dat meer energie heeft dan de bandgap breed is, kan een elektron aanslaan en een gat achterlaten. Elk beetje meer energie gaat echter verloren als warmte. Dit doet sterk af aan de efficiëntie van zonnecellen. Wetenschappers zoeken daarom naarstig naar materialen die zuiniger met de overmaat energie omspringen.

Kwantumdots werden een van de belangrijkste kanshebbers, onder meer omdat experimenten leken uit te wijzen dat binnen deze nanodeeltjes één energierijk foton meerdere elektronen kan aanslaan. Of dit mechanisme – carrier multiplication (CM) of multiple exciton generation – werkelijk bestaat, is echter onderwerp van een heftig wetenschappelijk debat. De Nederlandse fysicus Mischa Bonn gelooft er bijvoorbeeld niet in, maar er zijn ook metingen gepubliceerd die het verschijnsel ondersteunen.