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22 Luglio 2013

In futuro celle solari più efficienti che assorbono il 100% della luce

(Emiliano Angelelli)

I ricercatori della Stanford University hanno raggiunto un nuovo record in laboratorio realizzando una struttura ultrasottile in grado di assorbire la luce quasi al 100%. Grazie ad essa si potranno realizzare celle più economiche e più efficienti.

Il nuovo assorbitore è una struttura mille volte più sottile di un foglio di carta ed è composta da un wafer molto sottile rivestito di miliardi e miliardi di particelle tonde di oro (nanodot). Ogni nanodot di oro è lungo 14 nanometri e largo 17. Essenzialmente questa nuova struttura dovrebbe consentire di fabbricare celle molto economiche, perché naturalmentre più esse sono sottili e meno materiale è necessario per costruirle. Il volume di ogni nanodot di oro utilizzato nell'esperimento era equivalente a uno strato di oro di 1,6 nanometri; questo rende il nuovo assorbitore il più sottile mai realizzato, circa 1000 volte in più rispetto agli assorbitori più diffusi a livello commerciale per le celle a film sottile.

Ma non è solo questa la novità della scoperta. La cella solare ideale, infatti, dovrebbe essere capace di assorbire l'intero spettro della luce visibile, dalle onde di luce violetta lunghe 400 nanometri a quelle rosse di 700 nanometri, così come la luce invisibile infrarossa e ultravioletta. Questo permetterebbe di migliorare notevolmente l'efficienza di conversione dell'energia solare.

Durante l'esperimento alla Standford University, Carl Hagglund e i suoi colleghi sono stati in grado di regolare i nanodots di oro in modo da far loro assorbire una specifica lunghezza d'onda: le onde di luce rossastro-arancione di 600 nanometri. I wafer così rivestiti hanno assorbito il 99% della luce rossastro-arancione. Strutture come queste erano già state realizzate ma nessuno finora aveva pensato di regolarle per ottimizzare l'assorbimento della luce.

Ora i ricercatori stanno progettando di testare il nuovo assorbitore con le celle solari esistenti costruendo strutture con l'impiego di materiali semiconduttori ultrasottili per l'assorbimento della luce. Questi prototipi saranno quindi sperimentati per capire che livello di efficienza permetteranno di raggiungere nella conversione dell'energia solare.

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