3D-geprinte lenzen om efficiëntere zonnepanelen te maken

Geconcentreerde fotovoltaïsche cellen (CPV) is een technologie die elektriciteit genereert uit zonlicht. Momenteel is een team onderzoekers bezig om CPV-systemen mogelijk te maken die fotovoltaïsche cellen combineren met 3D-geprinte lenzen die niet alleen de grootte en het gewicht van het totaal verminderen maar ook een stuk goedkoper zijn.

Door miniatuur fotovoltaïsche cellen van galliumarsenide te gebruiken alsmede de reeksen met 3D-geprinte plastic lenzen en een focus-mechanisme dat met de zon meebeweegt, kan een traditioneel zonnepaneel geplaatst worden op de zuidkant van een dak.

De onderzoekers ontdekten dat ze zo 70 procent efficiëntie konden bereiken en ze hopen op 90 procent uit te komen dankzij hun ontwerp.

“De belangrijkste winst van geprinte optiek voor CPV is rapid prototyping en het testen van vroege concepten. De kwaliteit van geprinte optiek is voldoende voor de tests”, zegt Noel Giebink, een van de auteurs van het onderzoek en werkzaam an Penn State University.

Volgens Giebink werkt het focussen van het zonlicht op de cellenmatrix met de ingebouwde 3D-geprinte plastic lenzen zo dat ieder van hen dienst doet als een klein vergrootglas. Met deze techniek kunnen ze het zonlicht meer dan 200 keer intensiveren.

De solar-focusing is hierin heel belangrijk. De wetenschappers zijn erin geslaagd om die te verhogen van een uur per dag naar de hele periode dat de zon schijnt op een dag. Dit levert een veel grote efficiëntie op.