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Texturing in nanoscala per celle solari migliori

nano materiale

Un metodo semplice applica una texturing in nanoscala su ampie aree, infatti fili a dimensione nanometrica, pori, urti, e altre texture possono migliorare significativamente le prestazioni delle celle solari, e anche i rivestimenti autopulenti. Ora i ricercatori della Stanford University hanno messo a punto un modo semplice e più conveniente per aggiungere queste funzionalità anche su grandi superfici.
Le strutture in nanoscala offrono particolari vantaggi in dispositivi che interagiscono con la luce. Ad esempio, una cella di energia solare a film sottile con un tappeto di pilastri nano è più efficiente perché i pilastri assorbono più luce e convertono maggiori quantitativi di elettricità. Altre strutture su scala nanometrica offrono vantaggi simili in dispositivi ottici come la retroilluminazione del display. Un professore di Stanford di scienza dei materiali e ingegneria che ha guidato il nuovo lavoro, ritiene che questa tecnologia possa essere applicata anche a grandi superfici. Molti metodi sono davvero complessi e non risolvono il problema.

La litografia può essere utilizzata per ritagliarsi caratteristiche in nanoscala con le dimensioni precise, ma è un processo costoso e difficile. Delle tecniche più semplici, come lo spin-coating in cui una superficie è rivestita con nanoparticelle o utilizzando acidi con piccoli fori, non consentono molta precisione. Il gruppo di ricerca ha adattato un processo che è usato commercialmente per la fabbricazione di imballaggi flessibili. Una canna con fili è utilizzata per depositare in modo uniforme uno strato liquido contenente nanosfere di silice. La superficie trattata presenta specifiche proprietà strutturali su scala nanometrica.
Cambiare le dimensioni delle nanoparticelle, utilizzando fili di diverso diametro, e l'applicazione di trattamenti chimici successivi può ulteriormente modificare le proprietà della superficie. Il metodo di rivestimento è compatibile con i processi roll-to-roll utilizzati per periferiche di stampa flessibili su plastica, metallo e altri materiali, e può essere utilizzato anche su superfici rigide come il vetro.
Sulla rivista Nano Letters, sono state pubblicate le relazioni che il gruppo ha redatto in merito alle superfici idrofobiche e su un dispositivo solare in prova.

Per rendere la cella solare, i ricercatori hanno depositato del metallo e del silicio amorfo sulla superficie accidentata. Il risultato è una superficie che assorbe la luce per il 42 per cento più di una superficie piana che utilizza la stessa quantità di materiali. Ci si augura che il texturing su nanoscala permetterà di produrre celle solari a film sottile che utilizzano materiali molto piccoli, ma molto efficienti, percorrendo la stessa strada che in passato ha portato dalla fotolitografia ad altre tecniche di produzione più complesse.
Questo lavoro illustra un metodo semplice ma efficace per conseguire il montaggio controllato di nanosfere su ampie aree. Si potrebbe presentare un percorso verso una migliore efficienza in film sottile celle solari, senza aumentare il costo o la complessità del processo. L. Jay Guo, professore di ingegneria elettrica e informatica presso l'Università del Michigan, che sta sviluppando i sistemi di stampa roll-to-roll, dice che il metodo deve essere utile per le celle solari e i display. Si usa un tradizionale rivestimento a filo, che è applicabile a substrati di ampie dimensioni, ma il processo, che può essere applicato a superfici sconnesse a 0,8 centimetri al secondo, non può essere sufficientemente veloce per l'industria a meno che i ricercatori di Stanford riescano a trovare un metodo per accelerare le cose. (Da Tehnologyreview)

 

 

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