Een nieuw zonne-energiesysteem belooft een hoge efficiëntie te behalen. Het systeem maakt gebruik van het door Thomas Edison in 1883 ontdekte thermionisch effect.

Fotovoltaïsche cellen (of PV-cellen) en zonnethermische systemen zijn moeilijk te combineren. Om een PV-cel efficiënt te laten werken moet hij zo koud mogelijk zijn, terwijl een zonnethermisch systeem hoge temperaturen nodig heeft. Onderzoekers aan de Amerikaanse Stanforduniversiteit ontwikkelen het photon enhanced thermionic emission-systeem (PETE), waarbij licht en warmte beide worden omgezet in elektriciteit.

De efficiëntie van commercieel verkrijgbare PV-cellen ligt op dit moment rond de 20 procent. De lage efficiëntie komt doordat de cellen alleen lichtdeeltjes (of fotonen) van een bepaalde golflengte kunnen verwerken. Bij een te korte of te lange golflengte wordt energie omgezet in warmte in plaats van elektriciteit, en deze warmte verdwijnt in de lucht.

Het ontwerp van Stanford is efficienter doordat ook de warmte wordt omzet in elektriciteit. Dit gebeurt door het thermionische effect. Dit effect houdt in dat warmte in een vacuum een elektronenstroom op gang brengt, waarbij elektriciteit wordt geproduceerd.

Een nadeel van PETE is dat het thermionisch effect het best werkt bij erg hoge temperaturen (het liefst warmer dan 800 graden Celsius). Het systeem is hierdoor niet bruikbaar voor PV-cellen op daken. De toepassing zal moeten worden gezocht in grote geconcentreerde zonne-energie installaties, zoals deze in de Mojavewoestijn:

Een experiment heeft al laten zien dat het PETE-principe werkt; licht en warmte werden omgezet in een elektronenstroom. Verder onderzoek is nodig om de efficiëntie nog meer te verhogen en om uit te zoeken hoe het systeem er in de praktijk uit komt te zien.

In het onderstaande filmpje legt een betrokken wetenschapper uit hoe PETE werkt:

Bronnen: PhysOrg.com, Stanford University, Nature Materials