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GRAFENE PER I PANNELLI FOTOVOLTAICI DEL FUTURO

Categoria // Ambiente e Sostenibilità, Energia, Grafene

I ricercatori del MIT - Massachusetts Institute of Technology - si sono cimentati nello studio di innovative celle solari a base di grafene leggere, flessibili, trasparenti, economiche ed efficienti come quelle attualmente in uso. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Nanotechnology.

Grafene per i pannelli fotovoltaici del futuro
Grafene per i pannelli fotovoltaici del futuro - Foto MIT, Massachusetts Institute of Technology. Graphic: Christine Daniloff
Pannelli fotovoltaici leggeri, flessibili, trasparenti e meno costosi di quelli in silicio: un sogno che potrebbe diventare realtà grazie al grafene, materiale costituito da un unico strato di atomi di carbonio.

Si sono cimentati nello studio delle innovative celle solari i ricercatori del MIT – Massachusetts Institute of Technology, guidati dai professori Jing Kong e Vladimir Bulovic. Lo studio è stato pubblicato poi sulla rivista scientifica Nanotechnology.

Il grafene si presta bene a questo tipo di operazione: è innanzitutto un ottimo conduttore e poi, grazie alla sua caratteristica trasparenza, non blocca in alcun modo l'assorbimento della radiazione luminosa. Presenta tuttavia un unico grosso problema: non riesce ad aderire, ad "attaccarsi", alla base della cella. Il team di ricerca ha provato ad aggirare l'ostacolo in diversi modi – modificando per esempio le proprietà superficiali della cella o ricorrendo a soluzioni diverse dall'acqua (il grafene è fortemente idrofobo) per depositare il carbonio sulla superficie – ma senza ottenere alcun risultato.

Solo dopo svariati tentativi, il gruppo è riuscito a trovare una soluzione valida. Come? "Dopando" il grafene, introducendo cioè una serie di impurità all'interno della sua struttura che ne hanno modificato la superficie. Il materiale ha così mutato il suo comportamento e si è legato strettamente alla cella. Non solo: questi "innesti", inaspettatamente, hanno anche migliorato la conduttività elettrica del grafene, tanto da rendere il dispositivo finale efficiente come un sistema convenzionale.

La scoperta potrebbe spalancare le porte a una varietà di applicazioni impraticabili con i pannelli tradizionali a base di silicio, troppo fragili e rigidi. Si pensi, per esempio, a film sottilissimi e trasparenti da incollare direttamente alle finestre, in grado di catturare i raggi del sole senza occludere la visuale. Ma anche a celle che, grazie alla loro flessibilità, potrebbero essere modellate sulle superfici irregolari dei tetti.

«Altri gruppi di ricerca – commenta Peter Peumans, assistente professore di ingegneria elettrica presso la Stanford University – avevano già dimostrato le potenzialità del grafene in questo settore ma nessuno era riuscito a ottenere prestazioni paragonabili a quelle dei dispositivi tradizionali». Questo lavoro rappresenta una spinta notevole verso l'affermazione del grafene come materiale leader per le tecnologie fotovoltaiche del futuro.
La Redazione

Pubblicato:

Mercoledì, 20 Febbraio 2013

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