I ricercatori dell’Università di Toronto stanno studiando una nuova classe di nanoparticelle che potrebbero permettere di realizzare celle solari meno costose, più leggere e più flessibili.

Sviluppata da Ted Sargent, docente presso il dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica, e dal ricercatore Zhijun Ning, la nuova tecnologia si basa su punti quantici colloidali (colloidal quantum dot) e su due tipi di semiconduttori (n e p), che per la prima volta in queste nuove ricerche mostrano di poter resistere, così associati, all’ossidazione se esposti all’aria.

Commenta Sargent:

Il settore dei punti quantici colloidali per il fotovoltaico richiederà un continuo miglioramento nelle prestazioni e nell’efficienza di conversione, ma le ricerche progrediscono rapidamente. C’è comunque bisogno di lavorare per portare le prestazioni a livelli commercialmente interessanti.

Per il momento, il nuovo materiale è stato utilizzato per costruire una cella solare che ha mostrato una efficienza di conversione superiore all’8%. I ricercatori puntano alla realizzazione di celle solari che potrebbero essere stampati su supporti sottili e flessibili per creare pannelli a basso costo e tegole fotovoltaiche.

11 giugno 2014
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UPI
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NICOLA SPANO', sabato 14 giugno 2014 alle21:28 ha scritto: rispondi »

Iminerali noti come perovskite sono sali tipo titanato di bario BaTiO3 che possiamo semplificare come BaOTiO2 ovvero miscela stechiometrica (1/1) di due ossidi ossido di bario e biossido di titanio. Il biossido di titanio è il semiconduttore (n) più noto nella tecnologia delle celle fotovoltaiche, rappresenta infatti il substrato principale sul quale la luce visibile sotto forma di fotoni genera elettroni e lacune. In parecchi casi il TiO2 è assistito da coloranti sui quali operano le LACUNE. Ho i miei dubbi che la perovskite sia liquida semmai in soluzione acquosa o prima fusa e poi solidificata come substrato. L'elettrodo negativo è generalmente Ossido di stagno che è trasparente e conduttore in certi casi si usa la miscela di ossidi di stagno ed indio. Al positivo la coppia redox I2/I(-) è adagiata su grafite o su platino. La tecnologia moderna vorrebbe che in futuro per i due elettrodi si usasse il grafene essendo conduttore e trasparente. L'efficienza promessa del 30% (tutta da verificare) e la possibilità che la reazione fondamentale del fotovoltaico: hn = e(-) + p(+) sia resa reversibile producendo oltre all'elettricità anche la luce potrebbe essere una occasione in più per passare all'energia solare sostenibile.

Nicola Spano', sabato 14 giugno 2014 alle19:06 ha scritto: rispondi »

Poichè coloro che leggono questi articoli non sono specialisti di chimica o di fisica è bene chiarire che la legge fisica fondamentale su cui si basa il fotovoltaico è l'equazione della conservazione dell'energia luminosa (elettromagnetica) definita dalla relazione reversibile : hn = e(-) + h(+) dove la particella negativa è "l'elettrone" e quella positiva è la "lacuna" mentre hn è un FOTONE di luce visivibile. Tutto il procedimento tecnico consiste appunto nel "separare" le due entità particellari. elettrone/lacuna. Tale separazione avviene in quanto gli e(-) sono spinti a muoversi verso zone positive ed a generare reazioni di RIDUZIONE. Invece gli h(+) sono spinti verso zone negative dove generano reazioni di OSSIDAZIONE. La zona negativa si chiama ANODO, quella positiva si chiama CATODO. Diciamo molto grossolanamente che per ogni fotone si ha una reazione redox che produce una differenza di potenziale, in realtà il rendimenro quantico è ancora mediamente sul 10%, ovvero su 100 fotoni solo 10 generano elettricità. Nel caso delle perovskiti si ha anche la ricombinazione diretta e(-) con h(+) che genera a sua volta luce visibile per questo motivo l'articolo afferma che in futuro potremmo avere tetti e tegole fotovoltaiche che emettono luce. Chiaramente la luce emessa non potrà mai essere maggiore di quella assorbita.

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