Celle solari ultrasottili e leggere in grado di competere con le tecnologie più efficienti disponibili oggi sul mercato. È la sfida raccolta da un team di ricercatori dell’Australian National University.

Gli scienziati australiani stanno studiando le proprietà straordinarie del fosforo. Utilizzando un nastro adesivo, i ricercatori hanno realizzato un film sottile composto da un solo atomo, ribattezzato fosforene.

Il procedimento impiegato è simile a quello utilizzato per realizzare i film ultrasottili in grafene. A differenza del grafene, però, il fosforene è un semiconduttore con proprietà paragonabili a quelle del silicio, impiegato in gran parte dei dispositivi elettronici attuali e nella produzione industriale dei pannelli solari.

Come illustra il professor Dr Yuerui (Larry) Lu, autore principale della ricerca, questa scoperta apre nuove frontiere nel settore del fotovoltaico e dell’elettronica:

Il fosforene è così sottile e leggero da poter essere impiegato in un sacco di dispositivi, dai LED alle celle solari.

Una delle caratteristiche più promettenti del fosforene è la capacità di assorbimento ed emissione della luce variabile in base allo spessore degli strati. Questa proprietà rende il materiale estremamente versatile, adattandolo alla produzione di dispositivi anche molto diversi tra loro. Come spiega il dottor Lu:

Questa struttura prima d’ora non era mai stata riscontrata in nessun altro materiale. Variando il numero di strati possiamo controllare direttamente il gap della banda, determinando le caratteristiche peculiari del dispositivo, tra cui il colore specifico delle luci LED.

I ricercatori hanno scoperto che il gap ottico del monostrato di fosforene è pari a 1,75 elettronvolt. Valore che corrisponde a luci rosse con una lunghezza d’onda di 700 nanometri.

Aggiungendo altri strati, il gap ottico è diminuito. Con cinque strati il valore è sceso a 0,8 elettronvolt, pari a una lunghezza d’onda di 1.550 nanometri infrarossi. Utilizzando strati molto spessi, il gap è sceso a circa 0,3 elettronvolt, pari a una banda infrarossa di circa 3,5 micron.

Secondo i ricercatori, il fosforene permetterà di realizzare film fotovoltaici ultrasottili più efficienti rispetto al silicio.

21 luglio 2015
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