• Articolo , 2 gennaio 2009
  • Pellicole plasmoniche, il nuovo approccio al solare

  • Nanoparticelle di metallo: la scommessa olandese per migliorare la capacità di foto-assorbimento da parte delle celle fotovoltaiche a film sottile

*LE TECNONEWS DELLA SETTIMANA* – Nella corsa allo sviluppo di eco-tecnologie capaci di rispondere economicamente all’attuale domanda energetica una mano importante potrebbe ora giocarla lo studio condotto in seno al FOM Institute for Atomic and Molecular Physics di Amsterdam, dagli scienziati Kylie Catchpole e Albert Polman.
I due ricercatori hanno studiato infatti un nuovo approccio nella creazione delle celle solari, basato sulla deposizione di particelle nanoscopiche di metalli nobili su un substrato dielettrico, al fine di aumentarne le capacità di foto-assorbimento.
La chiave di questa nuova ricerca è la creazione di un piccolo elettro-disturbo chiamato “plasmon superficiale”, ovvero onde elettromagnetiche prodotte dagli elettroni liberi nelle superfici metalliche quando colpiti da onde evanescenti. Difatti, la luce del sole incidente su una porzione di metallo provoca la formazione di onde concentriche di elettroni che si irradiano superficialmente come le increspature nell’acqua di uno stagno quando si getta un sasso. Quando si utilizza un sottile strato di nanoparticelle metalliche i raggi luminosi in entrata possono provocare una vibrazione che a sua volta determina una diffusione più efficace della luce, migliorando di conseguenza l’efficienza della cella stessa.
Inoltre, secondo quanto riporta lo studio, la variazione di dimensioni e composizione delle particelle, permetterebbe di migliorare il foto-assorbimento anche per quelle frequenze luminose a basse prestazioni.

Il lavoro condotto da Catchpole e Polman ha mostrato di incrementare di 10 volte l’efficienza di cattura per le frequenze intorno all’infrarosso. “Sono convito che tra tre anni circa assisteremo all’utilizzo di plasmon superficiali nella generazione fotovoltaica”, ha affermato Catchpole, attualmente impegnato in un nuovo gruppo di studio su questa tecnica presso l’Australian National Universit. “Un importante punto a favore delle pellicole plasmoniche è che possono essere applicate a qualsiasi tipo di cella solare”, incluse quelle standard in silicio o i film sottile di ultima generazione. Nello studio, ora pubblicato su un numero speciale della rivista Optics Express, i due autori fanno anche notare come la litografia soft, metodo già disponibile per il nanopatterning, sia un sistema relativamente semplice ed economico per realizzare un disegno metallico nano strutturato, non incidendo in maniera eccessiva dunque sul costo di produzione.

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