Grafene, moltiplicatore di luce per le celle solari

Da un team di scienziati internazionali la dimostrazione dell’efficienza del grafene nel convertire la luce in elettricità

L’ottimismo riposto dalla comunità scientifica sulla possibilità che il grafene possa imprimere un cambiamento di paradigma nella tecnologia odierna appare ogni giorno più solido e pronunciato. Lo dimostrano le tante ricerche ed esperimenti di laboratorio dedicati a questo particolare materiale monoatomico, non ultima quella nata in seno ad un progetto internazionale per dimostrarne le potenzialità in ambito fotovoltaico. Lo studio è stato condotto congiuntamente dai ricercatori dell’Istituto di Scienze Fotoniche (ICFO) di Castelldefels (Barcellona), del Massachusetts Institute of Technology (MIT) negli Stati Uniti, e dell’Istituto di Ricerca Polimerica Max Planc, in Germania. Insieme, questa squadra di ricercatori internazionali ha potuto dimostrare come il grafene sia in grado di convertire un singolo fotone in più elettroni, un fenomeno noto come moltiplicazione delle cariche. Una scoperta che rende questo materiale un’allettante alternativa nella produzione di una nuova generazione di celle solari ad alte prestazioni.

“Nella maggior parte dei materiali un fotone assorbito crea un elettrone, ma nel caso del grafene abbiamo scoperto che un fotone è in grado di produrre diversi elettroni eccitati e quindi generare maggiori segnali elettrici”, spiega Frank Koppens, dell’ICFO e coordinatore del gruppo. Questa caratteristica rende lo rende l’elemento ideale per qualsiasi dispositivo che si basi sulla conversione della luce in elettricità. In realtà rimangono ancora molti problemi da risolvere prima di poter parlare di fotovoltaico con questa speciale conformazione del carbonio, tra cui il basso assorbimento del materiale: nonostante la sua capacità di agire come moltiplicatore resta il fatto che  il grafene assorbe fotoni pochi, anche con uno spettro di ampiezza molto grande.

Fonte (rinnovabili.it)

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La nuova dimensione del fotovoltaico

Dal celebre MIT un innovativo design 3D in grado moltiplicare l’energia solare generata in località distanti dall’equatore, nei mesi invernali o lontano dalle “ore calde”
Da tempo, a livello mondiale, la ricerca solare si è concentrata attivamente sul miglioramento delle prestazioni fotovoltaiche e sull’abbattimento degli alti costi associati alla tecnologia. Poco ancora si è fatto invece i termini di disposizione spaziale delle celle, che vengono per lo più collocate in piano o istallate su strutture a inseguimento solare. Ora, un team di ricercatori del MIT ha studiato e messo a punto un approccio differente: la realizzazione di cubi o torri di celle solari collegate fra loro in configurazioni tridimensionali.

I risultati provenienti dalla sperimentazione di tali strutture 3D hanno dimostrato di poter aumentare in maniera quasi esponenziale la potenza normalmente vantata dalle stesse celle ma poste in piano; da un valore semplicemente raddoppiato ad addirittura una maggiorazione di oltre venti volte il valore tradizionale. I maggiori incrementi di efficienza sono stati rilevati in situazioni dove la radiazione solare è solitamente meno favorevole alla tecnologia fotovoltaica: in località distanti dall’equatore, nei mesi invernali e lontano dalle ore “calde”.

“Sono convinto che questo concept potrebbe diventare una parte importante del futuro fotovoltaico”, sostiene l’autore senior del progetto, Jeffrey Grossman. Questi nuove disposizioni rendono la potenza più prevedibile e uniforme, e sarebbero inoltre in grado di semplificare l’integrazione degli impianti fv alla rete elettrica rispetto ai sistemi convenzionali. Finora, la squadra ha modellato in 3-D singoli moduli; il passo successivo è quello di studiare una serie di torri a fisarmonica, per studiarla risposta alle ombre da loro stesse generate in momenti diversi della giornata.

Fonte (rinnovabili.it)
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