Novembre 25, 2020

ALESSANDRO SICURO COMUNICATION

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CELLE SOLARI, STRATO SOTTILE E TRASPARENTE. GRAFENE, TUNGSTENO, NANOSTRATI SEMPRE PIU’ SOTTILI, MIGLIORI PRESTAZIONI DEL SILICIO

Nuove prospettive in vista per le celle solari flessibili e trasparenti. Gli scienziati della University of Maryland Energy Research Center e della Monash University, in Australia, hanno realizzato un foglio di grafite trasparente e altamente conduttivo utilizzando del litio.

Il prototipo ottenuto presenta caratteristiche ideali per l’applicazione in celle solari trasparenti, display flessibili a energia fotovoltaica e dispositivi touchscreen.

Spiega Jiayu Wan, un membro del gruppo di ricerca:

I materiali naturali sono progettati in modo che ci sia quasi sempre un compromesso tra trasparenza e conducibilità. Per esempio, i metalli sono molto conduttivi ma non trasparenti, mentre la plastica può essere trasparente, ma non sono conduce bene l’elettricità.

Una caratteristica che può costituire un problema, dal momento che in numero crescente di prodotti tecnologici si basa su un unico materiale, che dovrebbe quindi garantire sia una adeguata conducibilità che elevata trasparenza. Ora, però, Wan e i suoi colleghi sono riusciti ad aumentare contemporaneamente la conducibilità e la trasmittanza dei leggerissimi fogli di grafite inserendo del litio tra gli strati di grafene.

Aggiunge il ricercatore:

Il litio fornisce elettroni al grafene, migliorando la sua conducibilità. Sorprendentemente, inoltre, a differenza di molti altri materiali, gli elettroni supplementari rendono la grafite più trasparente, a causa di un particolare effetto quantistico-meccanico.

Alla fine, gli scienziati hanno ottenuto un foglio di grafite ultrasottile capace di trasmettere il 91,7% della luce visibile e una resistività superficiale di soli 3 Ohm/Sq, le più alte prestazioni mai ottenute finora per la tecnologia del film sottile.

I ricercatori della Vienna University of Technology sono riusciti per la prima volta a realizzare un diodo di tungsteno diselenide. Si tratta di un materiale costituito da uno strato di atomi di tungsteno, collegati da atomi di selenio sopra e sotto il piano di tungsteno.

Il materiale assorbe la luce, in modo molto simile grafene, ma con un’efficienza interna particolarmente alta. Lo strato è così sottile che il 95% della luce solare lo attraversa soltanto, ma un decimo del restante cinque per cento viene assorbito dal materiale e può essere convertito in energia elettrica.

Il tungsteno diselenide, quindi, potrebbe essere utilizzato per creare celle solari ultrasottili e flessibili. Se le prossime ricerche lo confermeranno, inoltre, potrebbe essere possibile realizzare display fotovoltaici flessibili. Spiega Thomas Mueller, uno dei ricercatori:

Immaginiamo celle solari sottilissime su facciate di vetro, che lasciano filtrare una parte della luce all’interno dell’edificio e allo stesso tempo producono elettricità.

Un ulteriore vantaggio delle strutture bidimensionali di singoli strati atomici è la loro cristallinità, una proprietà in grado di conferire stabilità. I risultati degli esperimenti presso la Vienna University of Technology sono stati pubblicati sulla rivista Nature Nanotechnology.

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