Una struttura a nanoconi per celle solari più efficienti

Una struttura a nanoconi per celle solari più efficienti

L'Oak Ridge National Laboratory dimostra una maggiore efficienza di conversione per le celle fotovoltaiche utilizzando una struttura tridimensionale invece che una normale struttura piana

di Andrea Bai pubblicata il , alle 15:44 nel canale Scienza e tecnologia
 

Un gruppo di ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory ha sviluppato una nuova tecnica di produzione di celle solari in grado di incrementare l'efficienza di conversione dell'80%, grazie ad una particolare struttura tridimensionale basata su nanoconi.

La nuova struttura è stata pensata con l'obiettivo di migliorare il trasporto delle cariche nelle celle fotovoltaiche, che viene talvolta ostacolato da difetti dei materiali. Accade infatti che parte della carica elettrica generata dai fotoni assorbiti dalle celle fotovoltaiche, rimanga intrappolata nei difetti naturali dei materiali che compongono gli strati della cella.

I ricercatori hanno realizzato una struttura di nanoconi drogati-n che sono circondati da un semiconduttore drogato-p. I nanoconi sono stati realizzati con ossido di zinco, un materiale spesso usato nella realizzazione di pellicole per pannelli solari, ed agiscono come struttura di giunzione e conduttori di elettroni. E' invece stato impiegato telluriato di cadmio policristallino per realizzare il semiconduttore drogato-p, che ha il compito di assorbire fotoni e di fungere da conduttore di lacune.

I test di laboratorio di questa particolare struttura ha permesso di incrementare l'efficienza di conversione della luce in energia elettrica al 3,2%, rispetto all'efficienza dell'1,8% registrata con l'impiego di una cella solare "piana" che utilizza gli stessi materiali. La forma dei nanoconi permette inoltre di generare un elevato campo elettrico in prossimità dei vertici dei coni stessi, dove si trova la giunzione, dando luogo ad una efficiente iniezione dei portatori di carica. Jun Xu, responsabile del progetto di ricerca, ha commentato: "Per risolvere i problemi di intrappolamento che vanno a ridurre l'efficienza delle celle solari, abbiamo pensato di creare una cella solare basata su nanoconi, ideando un metodo per sintetizzare queste celle e raggiungere una miglior efficienza di raccolta delle cariche".

I dettagli tecnici della ricerca non sono stati divulgati, le informazioni saranno raccolte nelle IEEE Proceedings con le due pubblicazioni titolate "Efficient Charge Transport in Nanocone Tip-Film Solar Cells" e "Nanojunction solar cells based on polycrystalline CdTe films grown on ZnO nanocones".

30 Commenti
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ragazzocattivo02 Maggio 2011, 16:06 #1
Con l'aiuto del sole vincerò...

Scherzi a parte ogni progresso in questo settore è una vera a propria manna dal cielo, è questo il futuro, è questa la vera energia pulita e inesauribile, che tutti possono produrre, gestire, auto-consumare saltando tutte le lobby e tutti i monopoli...

Altro che centrali atomiche pagate con i soldi di tutti per produrre reddito a favore delle solite lobby energetiche, altro che petrolio.....

E' questo il futuro.

Spero di vivere abbastanza da vedere il petrolio considerato e trattato per quello che è sempre stato:

" IMMONDIZIA"
alexsky802 Maggio 2011, 16:13 #2
Originariamente inviato da: ragazzocattivo
Con l'aiuto del sole vincerò...

Scherzi a parte ogni progresso in questo settore è una vera a propria manna dal cielo, è questo il futuro, è questa la vera energia pulita e inesauribile, che tutti possono produrre, gestire, auto-consumare saltando tutte le lobby e tutti i monopoli...

Altro che centrali atomiche pagate con i soldi di tutti per produrre reddito a favore delle solite lobby energetiche, altro che petrolio.....

E' questo il futuro.

Spero di vivere abbastanza da vedere il petrolio considerato e trattato per quello che è sempre stato:

" IMMONDIZIA"


a patto che il rendimento effettivo salga dal 15% al 45-50%
Tedturb002 Maggio 2011, 16:14 #3
piu che altro la durata, rendimento del 25% andrebbe gia ottimamente
Roman9102 Maggio 2011, 16:17 #4
questa notizia è vecchissima.
è di almeno 3-4 mesi fa
Roman9102 Maggio 2011, 16:19 #5
Originariamente inviato da: Tedturb0
piu che altro la durata, rendimento del 25% andrebbe gia ottimamente


se non sbaglio nelle condizioni ottimali l'efficienza di alcuni nuovi prototipi (costosissimi che non hanno ancora superato la prova dell'erroei) è del 45-48%
Mparlav02 Maggio 2011, 16:46 #6
Oak Ridge National Laboratory è forse il più avanzato centro di ricerca al mondo per l'energia nucleare, pagato "dalle solite lobby energetiche"
Stargazer02 Maggio 2011, 19:01 #7
E infatti scommetto è proprio per quello che il rendimento è così basso e non si sprecano nella ricerca
anche se ora sono in crisi pure loro e stanno vagliando altri fronti
lucusta02 Maggio 2011, 19:25 #8
si sprecano, si sprecano; poi brevettano ed e' motra li'.
MaxArt02 Maggio 2011, 21:38 #9
Originariamente inviato da: lucusta
si sprecano, si sprecano; poi brevettano ed e' motra li'.
Devono commercializzare, altrimenti il brevetto decade dopo un po'.
ercole6902 Maggio 2011, 22:25 #10
Originariamente inviato da: Roman91
se non sbaglio nelle condizioni ottimali l'efficienza di alcuni nuovi prototipi (costosissimi che non hanno ancora superato la prova dell'erroei) è del 45-48%


Si ma per pochi minuti al giorno: il problema dei pannelli solari è che funzionano bene solo quando sono diretti verso il Sole, anche quelli che sfruttano la luce diffusa.
Facendo 2 conti ammesso di arrivare al 30% di rendimento reale (e di riuscire ad immagazzinare energia per la notte in modo efficiente) in italia si consumano circa 5400KWh/anno procapite, con 1300 ore di irragiamento medio abbiamo bisogno di 4,15KWp (Kw di picco). Il sole ci da mal contato 1KWh/metro che con il 30% di rendimento fanno 0,3KWh/metro cioè 13,8metri quadri di pannelli solari procapite. Moltiplicato 55milioni di abiatanti abbiamo 760 milioni di metri quadri o 760Km quadrati di pannelli solari (1/2 della provincia di Milano) .
Ma costruire pannelli costa energia e smaltirli anche quindi bisognerebbe tenere conto anche di questo.
Comunque si stanno facendo grossi passi avanti usando sistemi "ibridi", ad esempio raffreddando i pannelli solari (la cui efficienza crolla drasticamente con il calore) con acqua usata poi in pompe di calore si riesce a aumentare il rendimento complessivo del sistema.
Va da se che il risparmio resta l'unica strada realmente da percorrere.

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