Sarà al grafene il fotovoltaico del futuro?


Autore: QualEnergia.it – Il portale dell’energia sostenibile che analizza mercati e scenari

Una nuova ricerca pubblicata su Nature Physics mostra che il grafene per ogni fotone ricevuto genera molteplici elettroni. Questo materiale, che potrebbe essere rivoluzionario in molte altre applicazioni come batterie ed accumulo di idrogeno, avrebbe anche un grande potenziale per il suo utilizzo nelle celle fotovoltaiche.

Un cambio di paradigma nel mondo dei materiali che potrebbero rivoluzionare anche quello dell’energia dal sole. Il grafene potrebbe diventare “la plastica di domani”, alla base di un’infinità di utilizzi. Ora una nuova scoperta mostra che potrebbe essere anche la chiave per produrre celle fotovoltaiche molto più efficienti. Attorno a questo materiale ci sono nel mondo scientifico molte aspettative legate alle diverse possibili applicazioni e i prodotti che potrebbero consentire di realizzare: dai telefoni cellulari che si piegano, ai computer ultra sottili fino alle batterie che durano a lungo e si ricaricano in tempi brevi, “spugne” per stoccare l’idrogeno e, infine, pannelli fotovoltaici flessibili, trasparenti e super-efficienti. La stessa Commissione Europea sembra convinta delle potenzialità di questo materiale, tanto da aver stanziato lo scorso mese un miliardo di euro per un progetto di ricerca europea, che ha tra i coordinatori anche il nostro Consiglio Nazionale per le Ricerche (si veda qui)

La più recente scoperta su grafene per il fotovoltaico arriva dall’ICFO, istituto di scienze fotoniche associato alla Universitat Politècnica de Catalunya e al BarcelonaTech (UPC). La ricerca, pubblicata su Nature Physics in un articolo dal titolo Photoexcitation cascade and multiple hot-carrier generation in graphene e realizzata in collaborazione con enti di ricerca prestigiosi (il Massachusetts Institute of Technology, l’Università di Cambridge negli Usa, il tedesco Max Planck Institute e la spagnola Graphenea S.L. Donostia-San Sebastian) dimostra che il grafene riesce a convertire ogni singolo fotone assorbito in diversi elettroni eccitati, ossia in corrente elettrica. Una scoperta che rende il grafene un’interessante alternativa per il fotovoltaico, attualmente basato principalmente su conduttori convenzionali come il silicio.

“Nella maggior parte dei materiali, ogni fotone assorbito genera un elettrone, ma nel caso del grafene abbiamo visto che ogni fotone produce più elettroni eccitati”, spiega il coordinatore della ricerca, Frank Koppens. Chiaro come questo possa rendere il grafene un materiale molto interessante per il fotovoltaico. Fino ad ora questa strada, quella dei cosiddetti “hot carrier”, cioè materiali con proprietà quantistiche tali da moltiplicare gli elettroni, era stata percorsa ricorrendo a materiali realizzati grazie alle nanotecnologie, come i nano tubi di carbonio e simili.

I ricercatori hanno inviato un numero noto di fotoni, con differenti energie (differenti colori), ad uno strato singolo di grafene. “Abbiamo visto che fotoni con alta energia (ad esempio violetto) vengono convertiti in un numero maggiore rispetto ad elettroni con energia minore (ad esempio infrarosso). Il fatto che il numero di elettroni generati aumenti in maniera lineare all’aumentare dell’energia dei fotoni, ci mostra che il grafene converte la luce in elettricità con un’efficienza molto alta. Si è sempre ipotizzato che il grafene abbia un grande potenziale per essere utilizzato nelle celle solari, ma ora si è scoperto che è ancora più adatto di quel che si pensava

Certo tra scoperta teorica ed applicabilità ci sono notevoli ostacoli da superare, come quello della scarsa capacità di assorbimento del grafene. “La nostra prossima sfida sarà quella di estrarre la corrente elettrica e migliorare l’assorbimento del grafene. A quel punto saremo in grado di progettare celle al grafene capaci di produrre energia solare ad alta efficienza”.

9 thoughts on “Sarà al grafene il fotovoltaico del futuro?

  1. Buonasera a tutti,
    Avevo sentito un pò di tempo fa che alcune società di fotovoltaico prendevano in locazione i tetti delle serre in ferro/vetro e i terreni agricoli per installarci il loro impianto fotovoltaico.
    Stavo cercando info su internet ma non ho trovato nulla di interessante!Neanche un sito dove poter chiedere info a riguardo.
    Ora magari sono io impedito e magari voi potete aiutarmi ad avere informazioni a riguardo.
    Cerco nello specifico qualche società con la quale parlare e chiedere info a riguardo.
    Qualcuno di voi ha già effettuato questo tipo di locazione o conosce info?
    Grazie
    Eric cerca di fare più attenzione..

  2. Vorrei costruire un pannello fotovoltaico fai da te, ho trovato un bel progetto online ma non trovo i materiali. Qualcuno mi sa dire dove si trovano le celle policristalline da 1,75W ? o anche altri tipi di celle. Inoltre non dove si comprano il flacone di flussante e le strisce di ribbon.

    Grazie

  3. - di cosa è fatto il carbonio?
    -di cosa è fatto il legno?
    -di cosa è fatta la carne?
    -di cosa è fatto l’ ossigeno?
    -siamo solo noi nell’universo?
    -mi dite una spiegazione se tutto è possibile in questo mondo?
    -sono esistiti i draghi?
    -esistono i fantsmi?
    -qual’è la radice quadrata di 125735.987?
    -esisto già le auto volanti?
    -cos’è il grafene?
    -qual’è la trama di “Tron Legacy”?
    -chi era il nonno di cristofolo colombo?
    -che lavoro sapete che faccio io?
    aaaa perchè c’è l’inqiunamento?????????????????????

  4. volevo sapere qual è la cosa piu piccola a cui l uomo sia riuscito a fare una foto al microscopio è una molecola? particella? cos è?

  5. L’attivazione da parte dell’ ENEL di un nuovo impianto fotovoltaico, installato per produrre energia elettrica per il consumo familiare, è condizione indispensabile per ottenere gli incentivi previsti da una recente normativa. Sembra che l’ ente in questione ritardi queste attivazioni pur incorrendo in sanzioni economiche.

  6. Voglio sapere chi di voi sa qualcosa di assolutamente tecnologico, magari che è uscito, ma è una novità. di qualsiasi genere dal 3D alla luce che si accende con la voce. Chi sa qualcosa la spieghi o metta dei link.

  7. Si dice che nel 2014 iphone 6 avrà un chip a8 quad core avrà un display più grande una fotocamera da 20 mpx un design nuovo fatto in alluminio grafene e fibra di carbonio ma quale sarà la sua carratteristicha rivoluZionaria in grado di rivoluzionare in mercato della telefonia mobile.

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