Pannelli solari a punti quantici: dagli Stati Uniti nuovi studi su celle solari ultraefficienti
Ottenere nuove celle solari ultraefficienti, atossiche ed economicamente convenienti, sarebbe possibile grazie allo sfruttamento di una serie di quantum dots, punti quantici fatti di rame.
E' quanto sostengono autorevoli studi statunitensi condotti dal Los Alamos National Laboratory in collaborazione con Sharp Corporation, pubblicati lo scorso Dicembre sulla rivista scientifica Nature Communications.
Celle solari a punti quantici: lo studio
Lo studio dimostra le grandi potenzialità dei punti quantici come materiali attivi per la realizzazione celle fotovoltaiche a basso costo, robuste ed efficienti e pone le basi per l'approfondimento di concetti avanzati derivati dalla fisica unica del regime delle dimensioni nanometriche .
I punti quantici offrono un percorso verso costi di fabbricazione ridotti e una moltiplicazione dell'efficienza; possono esibire alte prestazioni ed elevata stabilità utilizzando materiali a bassa tossicità, assenti cioè da particelle di piombo e cadmio. Inoltre, l'aggiunta di metanolo all'elettrolita migliora significativamente le prestazioni del dispositivo, aumentando la fotocorrente e abbassandone la resistenza.
Una nanostruttura a catodo, può essere realizzata con un semplice metodo a basso costo e agisce come un catalizzatore estremamente efficace per l'elettrolita polisolfuro, permettendo di raggiungere resistenze che si otterrebbero alla pari utilizzando il platino.
Gli sforzi coordinati al fine di comprendere e ottimizzare le varie fasi del processo di fotoconversione, hanno permesso ai ricercatori di raggiungere una stabilità record, un'efficienza certificata del 5,1% su un rendimento campione del 5,5%, valori nettamente notevoli per una classe emergente di dispositivi fotovoltaici e tra i più alti ottenuti nelle nuove sperimentazioni.
La natura robusta dei dispositivi, che non si degradano per mesi anche conservati all'aperto, apre la possibilità alla commercializzazione di questa nuova tecnologia emergente, a bassa tossicità e basso costo.
Gli studiosi prevedono di implementare le prestazioni dei dispositivi fotovoltaici, le cui celle sono state già certificate dal NREL, il National Renewable Energy Laboratory, attraverso un'ulteriore ottimizzazione, rendendoli competitivi a fianco delle celle solari sensibilizzate con colorante.
I punti quantici: cosa sono?
I punti quantici sono nanostrutture composte dall'inclusione di un materiale semiconduttore a banda proibita e dimensioni a lunghezza d'onda all'interno di un altro semiconduttore a banda proibita maggiore.
Questa struttura genera un pozzo tridimensionale che confina elettroni e lacune in una regione di spazio minima a discreti livelli energetici.
Punti quantici utilizzati in soluzione colloidale quali semiconduttori nanocristallini, presentano dimensioni comprese tra i 2 e i 10 nanometri, valori che si estendono fino a 50 quando autoassemblati per l'uso di tecnologie elettro-litografiche.
Possono essere paragonati agli atomi dato il discreto spettro energetico, con la differenza del movimento esclusivo degli elettroni all'interno del cristallo semiconduttore ospitante e non libero come nell'atomo.
(Fonte: Wikipedia.org)
(Una serie di punti quantici)
