Celle fotovoltaiche trasparenti, novità dall'UCLA

Celle fotovoltaiche trasparenti, novità dall'UCLA

La possibilità di realizzare celle solari trasparenti permetterà in futuro di usare le finestre per generare energia elettrica da erogare alle abitazioni

di Andrea Bai pubblicata il , alle 08:21 nel canale Scienza e tecnologia
 

Un gruppo di ricercatori dell'University of California Los Angeles ha sviluppato una nuova cella solare trasparente, che prepara il terreno alla realizzazione di dispositivi in grado di generare energia elettrica permettendo alle persone di vedervi attraverso: la principale concretizzazione potrà essere, ad esempio, la fabbricazione di finestre fotovoltaiche per le abitazioni e gli edifici.

Si tratta di un nuovo tipo di cella solare a polimeri (PSC) in grado di produrre energia assorbendo la luce vicina all'infrarosso e mostrando una trasparenza del 70% all'occhio umano. Il dispositivo è stato realizzato partendo da una plastica fotoattiva capace di convertire la luce infrarossa in energia elettrica.

Il professor Yang Yang, responsabile dello studio e direttore del Nano Renewable Energy Center per il California NanoSystems Institute, ha commentato: "Questi risultati dimostrano il potenziale per una cella solare a polimeri trasparente come componente aggiuntivo per i dispositivi elettronici portatili e le tecnologie fotovoltaiche integrate nelle costruzioni. Il nuovo PSC è realizzato con materiali simili alla plastica, leggeri e flessibili. Ma l'aspetto più importante è che possono essere prodotti in volumi elevati e a basso costo".

In precedenza sono stati portati avanti altri tentativi per realizzare soluzioni PSC che fossero trasparenti o semitrasparenti. I risultati sono stati però poco convincenti, portando spesso a dispositivi con bassa trasparenza e/o bassa efficienza dal momento che i polimeri fotovoltaici ed i conduttori trasparenti non risultavano essere adeguatamente abbinati nelle fasi di progettazione e produzione del dispositivo.

I ricercatori UCLA hanno invece incorporato un polimero sensibile alla luce vicina all'infrarosso, impiegando una pellicola composta di nanocavi d'argento come elettrodo trasparente. Il polimero assorbe così luce vicina allo spettro dell'infrarosso, risultando trasparente alla luce visibile. L'elettrodo è composto da una combinazione di nanocavi d'argento e nanoparticelle di diossido di titanio, che permette alla cella di essere realizzata in maniera economica mediante un processo a soluzione. Grazie a queste caratteristiche il team ha potuto realizzare una cella con un'efficienza di conversione pari al 4%.

29 Commenti
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demon7724 Luglio 2012, 08:59 #1
E' chiaramente una ottima cosa ma purtroppo siamo lontani da qualcosa di utile.. finestre fotovoltaiche con una efficienza del 4% in condizioni ottimali (sole sparato diretto alla giusta angolazione) sono pressochè inutili..

Spero piuttosto che si arrivi presto a produrre pannelli NON trasparenti ma con elevato rendimento e possibilmente basso costo!
frankie24 Luglio 2012, 09:05 #2
Questi ipotetici pannelli hanno uno spettro di assorbimento vicino all'IR, o comunque in quella direzione. Gli altri pannelli?
Perchè SE gli spettri non sono sovrapponibili, ALLORA è possibile fare un pannello multistrato.
demon7724 Luglio 2012, 09:24 #3
Originariamente inviato da: frankie
Questi ipotetici pannelli hanno uno spettro di assorbimento vicino all'IR, o comunque in quella direzione. Gli altri pannelli?
Perchè SE gli spettri non sono sovrapponibili, ALLORA è possibile fare un pannello multistrato.


Si, questo è vero!
Però se guardi l'immagine vedi bene che il vetro è un po' oscurato (quasi inevitabile direi) e questo impatterebbe parecchio su un eventuale strato fotovoltaico tradizionale posto dietro.
TheDarkAngel24 Luglio 2012, 09:33 #4
Originariamente inviato da: demon77
E' chiaramente una ottima cosa ma purtroppo siamo lontani da qualcosa di utile.. finestre fotovoltaiche con una efficienza del 4% in condizioni ottimali (sole sparato diretto alla giusta angolazione) sono pressochè inutili..

Spero piuttosto che si arrivi presto a produrre pannelli NON trasparenti ma con elevato rendimento e possibilmente basso costo!


Prova ad immaginare grattacieli con centinaia di metri quadri di vetri, ora prova a metterci questi pannelli e vedrai che il 4% è meglio di niente
Diminuiresti la necessità di climatizzazione e contemporaneamente avresti una minima ma significativa, date le metrature a disposizione, produzione elettrica.
devilred24 Luglio 2012, 09:55 #5
Originariamente inviato da: demon77
E' chiaramente una ottima cosa ma purtroppo siamo lontani da qualcosa di utile.. finestre fotovoltaiche con una efficienza del 4% in condizioni ottimali (sole sparato diretto alla giusta angolazione) sono pressochè inutili..

Spero piuttosto che si arrivi presto a produrre pannelli NON trasparenti ma con elevato rendimento e possibilmente basso costo!


sapevo che un universita' americana aveva fatto belle scoperte in quest'ambito. costo dimezzato del 50% e rendimento del 90%.
Mparlav24 Luglio 2012, 10:02 #6
Ci sono le pellicole fotovoltaiche con un rendimento maggiore, ma la fregatura è che contengono cadmio.

Trovo molto più interessante questo studio dell'Idaho National Laboratory:
http://www.inl.gov/pdfs/nantenna.pdf

nanoantenne che captano la radiazione infrarossi, ma al solito i problemi sono: efficienza di conversione, costo di produzione, riciclaggio.
calabar24 Luglio 2012, 10:06 #7
Se avessimo un rendimento del 90% a costo dimezzato e fosse possibile la produzione industriale in grandi quantità avremo probabilmente risolto buona parte dei problemi energetici mondiali.
Per cui quelle cifre mi sembrano un po' esagerate... hai qualche link a riguardo?

Questi pannelli, con un rendimento così basso, diventerebbero interessanti solo se il costo fosse davvero basso, in modo da poterli integrare in ampie vetrate. Certo, la presenza dei nanocavi d'argento potrebbe far pensare ad un costo non così irrisorio, ma tutto dipende dalle quantità.
dav1deser24 Luglio 2012, 10:06 #8
Originariamente inviato da: demon77
E' chiaramente una ottima cosa ma purtroppo siamo lontani da qualcosa di utile.. finestre fotovoltaiche con una efficienza del 4% in condizioni ottimali (sole sparato diretto alla giusta angolazione) sono pressochè inutili..

Spero piuttosto che si arrivi presto a produrre pannelli NON trasparenti ma con elevato rendimento e possibilmente basso costo!


Il 4% di efficienza è nella norma per celle foto voltaiche polimeriche, e non poi così importante che sia bassa: se ad esempio il costo fosse sulle 7 volte più basso delle celle al silicio monocristallino (25% di efficienza), a parità di Watt prodotti queste celle polimeriche costerebbero di meno, certo avresti bisogno di più spazio, ma essendo trasparenti le puoi mettere un po' dove ti pare.
TheQ.24 Luglio 2012, 10:58 #9
Bello, ora potrebbero anche spiegarci perchè se l'angolo ottimale di zenit per la nostra latitudine in estate è di 32° (picco di produzione) e per l'inverno è di circa 15° (picco di produzione), a zero gradi dovrebbe essere conveniente produrre energia...

Tra l'altro è insensato pensare che la superficie delle finestre, in una classe energetica di tipo A o gold sia supriore alle superfici esposte di tetto e pareti (limite minimo di ufficio igiene 1/3 di apertura finestra rispetto all'area della stanza servita)

(<,<''
dav1deser24 Luglio 2012, 11:37 #10
Originariamente inviato da: TheQ.
Bello, ora potrebbero anche spiegarci perchè se l'angolo ottimale di zenit per la nostra latitudine in estate è di 32° (picco di produzione) e per l'inverno è di circa 15° (picco di produzione), a zero gradi dovrebbe essere conveniente produrre energia...

Tra l'altro è insensato pensare che la superficie delle finestre, in una classe energetica di tipo A o gold sia supriore alle superfici esposte di tetto e pareti (limite minimo di ufficio igiene 1/3 di apertura finestra rispetto all'area della stanza servita)

(<,<''


Pensa anche agli edifici non abitativi...chessò i centri commerciali che spesso hanno ampie vetrate sul soffitto. O magari gli edifici di uffici, dove spesso le pareti sono quasi completamente delle vetrate. In quei casi, anche se l'angolazione non è ottimale, direi che di Watt ne produci in quantità. Poi la questione finale è sempre il costo: se dovesse costare quanto una normale finestra in vetro, anche se mediamente producesse solo una decina di Watt, per quale ragione non dovresti metterla ovunque possibile? I nanocavi d'argento non lasciano ben presagire su prezzi estremamente concorrenziali, ma magari qualcuno riuscirà a sostituirli con materiali più economici...

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