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Giovedì, 14 Dic 2017

La Nanotecnologia sbarca sul solare fotovoltaico: i Nanoconi aumentano l'efficienza energetica

 

Che il fotovoltaico sia un campo ormai battuto quello del solare fotovoltaico in Italia lo dimostrano i dati forniti dal Gestore dei Servizi Elettrici (GSE), il quale ha dichiarato che a fine 2010 risultavano installati 2.800 megawatt di fotovoltaico (3.200 con gli impianti entrati in esercizio a febbraio), ma esistevano domande di allaccio tali da far prevedere il raggiungimento di quota 7.000 megawatt a metà 2011.

 

Nonostante questo, dall'America arrivano interessanti novità questa volta legate all'ottimizzazione dell'efficienza delle celle solari.

 

Un team di ricercatori ha infatti sviluppato un modello di produzione di celle solari in grado di incrementare l'efficienza di conversione dell'80%, grazie ad una particolare struttura basata su nanoconi.

 

Sostanzialmente viene incrementato notevolmente il trasporto di cariche generate dai fotoni solari, infatti normalmente queste cariche (elettroni negativi e positivi) rimangono normalmente intrappolate dalle imperfezioni presenti nei materiali degradando così le prestazioni complessive.

 

Jun Xu, capo progetto del team di ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory afferma infatti:

 

Abbiamo progettato la struttura tridimensionale per fornire una distribuzione di campo elettrico intrinseco che promuova la carica di trasporto efficiente e ad alta efficienza nella conversione dell'energia dalla luce del sole in elettricità.

 

 

Struttura Tridimensionale a Nanoconi

 

Dando uno sguardo al modello tridimensionale dell'immagine possiamo notare che la nuova struttura solare è composta da nanoconi tipo-n circondati da un semiconduttore di tipo-p.

 

I nanonconi di tipo-n sono costituiti da ossido di zinco che serve come quadro di derivazione e conduttore di elettroni.

 

La matrice di tipo p è fatta di tellururo di cadmio policristallino e rappresenta il mezzo principale di assorbimento di fotoni.

 

Con questo approccio in scala da laboratorio, Xu e colleghi sono stati in grado di ottenere una efficienza di conversione della luce-a-potenza del 3,2 per cento rispetto al 1,8 per cento di efficienza della struttura planare convenzionale degli stessi materiali.


Grazie all'efficienza di trasporto delle cariche, la nuova cella solare è in grado quindi di tollerare i difetti dei materiali e ridurre i costi di produzione della stessa.

 

Il concetto basilare dietro la nostra invenzione - afferma Xu - è che la forma a nanocone genera un alto campo elettrico in prossimità dell' estremità della giunzione, separando, iniettando e raccogliendo portatori minori, con un conseguente rendimento superiore a quello di una cella planare convenzionale fatta con lo stesso materiale

 

La ricerca è stata sostenuta dal Diretto Laboratorio di ricerca e sviluppo e dal Dipartimento di Office Energy di non proliferazione Research and Engineering.

 

(fonte - Oak Ridge National Laboratory)

 

 


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