lunedì 5 Dicembre 2022

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    Nuovi progressi per le celle di Grätzel: il futuro del fotovoltaico?

    Gli scienziati del Politecnico di Losanna hanno aumentato l’efficienza di conversione delle celle di Grätzel, generando così nuove prospettive di impiego del fotovoltaico nella produzione di energia pulita. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature ed è consultabile qui.

    Di cosa si tratta?

    Le celle di Grätzel  (o DSSC, dall’inglese dye-sensitized solar cell) sono unità fotovoltaiche in cui i coloranti organici sostituiscono il silicio. Esse sono state inventate agli inizi degli anni ‘90 dai chimici Michael Grätzel e Brian O’Regan, e oggi si sono ritagliate una nicchia di mercato nell’edilizia, nell’elettronica portatile e nell’IoT, grazie a caratteristiche tecniche peculiari, quali: la trasparenza, il colore, l’estrema flessibilità e la capacità di sfruttare la luce ambientale diffusa, oltre a quella incidente.

    Una soluzione efficiente e plurisettoriale

    Convertendo la luce in elettricità, come i pannelli tradizionali, queste rivoluzionarie celle trasparenti sono adatte all’uso in finestre, serre e facciate di vetro, nonché negli schermi dei dispositivi elettronici. 
    L’ultimo successo, ottenuto da un team dell’École Polytechnique Fédérale di Losanna, ha permesso di raggiungere nuovi record in termini di efficienza, offrendo “prospettive promettenti per le applicazioni come l’alimentazione e la sostituzione della batteria per i dispositivi elettronici a bassa potenza, che utilizzano la luce ambientale come fonte di energia”. 

    La tecnica di co-sensibilizzazione

    Grazie ad alcuni recenti progressi nei fotosensibilizzatori e in altri componenti delle DSSC e ad una tecnica chiamata co-sensibilizzazione, le celle di Grätzel stanno guadagnando l’attenzione di diversi settori. Il procedimento di co-sensibilizzazione utilizza in una sola unità due o più coloranti diversi che mostrano un assorbimento ottico complementare. Ciò aumenta la porzione di spettro sfruttabile e, di conseguenza, l’efficienza di conversione. 

    Fino al 30% di efficienza con luce diffusa

    Le nuove celle di Grätzel offrono per la prima volta un’efficienza di conversione del 15,2% alla luce solare diretta, con una stabilità operativa a lungo termine di oltre 500 ore. L’aumento della superficie attiva di 2,8 cm2 ha inoltre permesso di ottenere un’efficienza di conversione compresa tra il 28,4% e il 30,2%, in un ampio range di intensità della luce ambientale. E anche in questo caso con un’ottima stabilità.

    Le prospettive

    L’aumento dell’efficienza sospinge dunque la diffusione della tecnologia, facilitata dai costi di produzione relativamente economici, grazie alla fabbricazione mediante la tecnica tradizionale della stampa a bobine. In linea di principio, inoltre, il rapporto prezzo/prestazioni delle celle di Grätzel fa propendere per questa soluzione, capace di competere con la produzione elettrica da combustibili fossili.

    Fonti: rinnovabili.it, fanpage.it

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