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I “nanopillars” come vengono chiamati, consentono ai ricercatori di utilizzare meno materiali costosi, rispetto quelli in silicio convenzionale o rispetto alle tecnologie applicate per produrre film solare sottile. E proprio dal film sottile si potrebbe utilizzarne il metodo di produzione per arrivare a creare rotoli di pannelli flessibili in alluminio, “essendo in grado poter grazie al metodo di stampaggio roll-to-toll ridurre ulteriormente i costi di fabbricazione”, spiega Ali Javey, professore che ha guidato i lavori. Il progetto è in una fase iniziale, e “non si conosce il reale costo fino a quando non si testa il processo di stampaggio roll-to-roll su queste nuove celle solari“, continua Javey. “Ma se è possibile farlo, il costo potrebbe essere 10 volte inferiore a quello odierno per produrre pannelli in silicio cristallino”.
Queste nuove celle solari sono realizzate con uno strato uniforme di piccoli nano-parallelepipedi alti 500 nanometri in solfuro di cadmio e incorporati in un film sottile al tellurio di cadmio. Entrambi i materiali sono già utilizzati come semiconduttori nelle celle solari a film sottile, Javey e colleghi intanto hanno dimostrato che le celle solari hanno un rendimento di circa il 6% nel trasformare la luce solare in energia elettrica.
Già altri ricercatori stanno puntando a celle solari con diverse nanostrutture, rivelandosi questa una tecnologia in grado di farci utilizzare materiali a basso costo. Un professore di chimica all’Università di Harvard ad esempio ha creato delle nanoantenne costituite da un nucleo di silicio e di diversi strati concentrici sempre in silicio. Peidong Yang, un professore di chimica presso UC di Berkeley, ha fatto tingere delle celle solari con ossido di zinco raggiungendo un’efficienza del 4%.
“Sono eccitanti i progressi compiuti per integrare i nanomateriali con una varietà di substrati morbidi e flessibili e riuscire a fabbricare celle solari ad alta efficienza”, spiega Zhong Lin Wang, uno dei professore di ingegneria presso la Georgia Tech. “Ma la nuova cella solare dovrà competere con il film solare sottile al tellurio di cadmio e altri materiali”, afferma Arthur Nozik, fisico che studia le celle solari che utilizzano nanotecnologie presso il National Renewable Energy Laboratory, “E il vero punto di scontro avverrà proprio nel riuscire ad abbassare il costo di queste nuove celle solari flessibili“.
Per ora, i ricercatori stanno esplorando diversi materiali che potrebbero migliorare l’efficienza della nuova cella solare. Javey continua spiegando che ora “prevediamo di rendere trasparenti al meglio le celle solari grazie a materiali come l’ossido di indio. Non vi è spazio per un enorme miglioramento significativo, ma si può già arrivare al doppio del rendimento, con la semplice sostituzione di un materiale superficiale”. Un altro lato positivo resta il fatto che i ricercatori hanno l’intenzione di provare ad utilizzare una vasta gamma di materiali semiconduttori per creare i nanopilastri e i diversi materiali di composizione della cella solare. “L’importante”, afferma Javey è che la vasta gamma di semiconduttori sia compatibile con il processo di fabbricazione a stampaggio roll-to-roll per tenerne i costi ridotti. Ed infine la ricerca di altri materiali semiconduttori potrebbe rivelarsi comunque importante se si considera la questione della tossicità del cadmio.
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