Celle solari e nanoparticelle

Le celle solari costituiscono uno dei settori della ricerca verso cui si rivolgono molti  studiosi per le potenzialità e gli sbocchi che esse possono avere.
Le celle solari anche dette pannelli fotovoltaici sono costituite da un materiale semiconduttore come il silicio opportunamente dopato mono o multicristallino.
Il supporto è in genere è costituito da vetro che, pur essendo liscio, non poroso ed economico, è fragile e non flessibile.
Il vetro è stato sostituito da tipi speciali di vetro o materiali di plastica ma i pannelli sono risultati meno efficienti e meno durevoli nel tempo rispetto a quelli ottenuti con i materiali tradizionali. I materiali di plastica, pur garantendo la flessibilità, presentano forze di legame relativamente deboli che li vincolano al resto del pannello.

Nanoparticelle nelle celle solari

Gli studi effettuati presso l’Istituto di scienze fotoniche di Barcellona a cui ha partecipato uno dei tanti cervelli italiani che lavorano all’estero Silvia Colodrero si sono concentrati su nanoparticelle di diverse dimensioni tra cui SiO2, Al2O3, TiO2 e ZnO.
Le nanoparticelle contribuiscono a ridurre l’adesività in modo che il dispositivo possa essere allontanato dal suo substrato senza che risulti danneggiato. Se le nanoparticelle, tuttavia, hanno una dimensione troppo elevata la superficie dello strato di nanoparticelle è troppo irregolare per garantire dispositivi ad alta efficienza.
I ricercatori hanno quindi adottato un compromesso utilizzando nanoparticelle di dimensioni variabili: nanoparticelle di Al2O3 di dimensioni maggiori dell’ordine di 30 nm che diminuiscono l’adesione sono state poste sul substrato che può essere successivamente eliminato mentre nanoparticelle di ZnO che hanno una superficie regolare e hanno dimensioni minori, dell’ordine di 10 nm, sono state poste in superficie.
Tra due strati di ossido di zinco è  posto un elettrodo di argento flessibile e appositamente studiato.  Sopra di essi vi è uno strato di PTB7 per il trasporto degli elettroni, di PC71BM

pcb7

per il materiale attivo e di un ossido di molibdeno MoOx per bloccare il flusso di elettroni sormontato da un elettrodo di argento.
Lo schema del dispositivo è rappresentato in figura

celle solari

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