mercoledì 5 febbraio 2014

Fotovoltaico: le prime celle solari create con i cristalli

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Physical Chemistry Chemical Physics della Royal Society of Chemistry ed è stata condotta dal team di ricercatori del Polo Solare Organico-Regione Lazio (CHOSE), guidato dal professor Aldo Di Carlo del Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell'Università di Roma "Tor Vergata", in collaborazione con il gruppo di studio della professoressa Silvia Licoccia del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche.


Cosa sono i perovskiti - Il nome "perovskite" deriva dal nome del grande collezionista di minerali e Ministro della Corte Imperiale russa Lev Perovskiy che trovò questo tipo di cristalli, opachi e di forma cubica, nel 1839 a Akhmatovskaya, in Russia, sui Monti Urali. Si tratta di composti con una struttura speciale cristallina che può ospitare elementi diversi e "questa flessibilità le rende utilizzabili per una varietà di applicazioni", spiega Silvia Licoccia, ordinario di Fondamenti Chimici per le Tecnologie. "Già da anni – prosegue Licoccia – il nostro gruppo di ricerca ha utilizzato questi composti per applicazioni energetiche e ambientali in celle a combustibile e sensori chimici e l'applicazione nel settore fotovoltaico è una delle più innovative e promettenti".


Grazie alla sua composizione chimica, inoltre, la perovskite ha una grande capacità di assorbire la luce e le cariche generate dalla luce catturata dal pannello hanno tempi di permanenza molto lunghi, garantendo in questo modo un elevato buon di energia.


Finora molte ricerche hanno portato alla realizzazione di minuscole celle che hanno sì dimostrato la capacità di questi nuovi materiali di produrre un importante effetto fotovoltaico, ma che non sono mai riuscite a garantire la scalabilità della tecnologia a dimensioni tali da poter essere fabbricata.


L'obiettivo del CHOSE, ora, è stato proprio quello di passare da una cella di piccole dimensioni a un modulo reale di oltre 20 cm2 dove le celle sono connesse tra di loro per aumentare la tensione prodotta. Gli studiosi hanno così prodotto il modulo fotovoltaico "stampando" i vari strati di materiale: "Il fotovoltaico con Perovskiti ibride – spiega il professor Di Carlo – rivoluzionerà il modo con cui verranno prodotte celle e moduli fotovoltaici nei prossimi anni. Queste perovskiti ibride si presentano come degli inchiostri che possono essere facilmente depositati tramite le convenzionali tecniche di stampa. Dunque una tecnologia molto semplice che permetterà una sostanziale riduzione del costo dell'energia prodotta dal fotovoltaico".


inchiostro


Insomma, i ricercatori hanno dimostrato che con le stesse tecniche di stampa si può ottenere un reale modulo fotovoltaico con dimensioni paragonabili alle celle al silicio. Il modulo realizzato ha un efficienza di 5.1% e si calcola che il margine di miglioramento sia notevole, dal momento che le celle di piccolissima area posso arrivare anche al 16% di efficienza.


Solar cooling – Per l'Università di Roma "Tor Vergata" non è la prima volta quanto alla partecipazione a progetti di energia pulita. Nei mesi scorsi, per esempio, è stato installato al Policlinico Universitario di Tor Vergata (PTV), in collaborazione con il Ministero dell'Ambiente, un impianto di "Solar Cooling", volto alla integrazione della climatizzazione estiva e la produzione di acqua calda sanitaria.

L'impianto solare del PTV è composto da 205 pannelli sottovuoto CPC 45 (pari a una superficie lorda totale di 1006 m2), posizionati sul tetto piano dell'ospedale a circa 12 metri di altezza da terra. La struttura solare è composta da 41 campi collegati a 2 accumuli da 6mila litri posti in serie tra loro. L'impianto solare lavora per fornire energia ad un assorbitore da 320 kW per l'integrazione al raffrescamento delle sale operatorie dell'ospedale. La progettazione e la direzione tecnica dell'installazione dell'impianto di Solar Cooling è a cura della Climater s.r.l.


Germana Carillo


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