New solar cell promises manufacturing gains / Nuova cella solare promette guadagni nella sua produzione
Researchers at the Institute of Photonic Sciences (ICFO) have developed a new type of solar cell based on AgBiS2 nanocrystals, which has potential manufacturing advantages over current solar materials.
Common solar cells found on rooftops or in solar farms are typically made from silicon. But their production can be energy intensive, and silicon cells are generally heavy and difficult to transport. Many alternative thinner film cells use toxic element such as cadmium, or contain scarce elements such as indium or tellurium.
In contrast, the semi-transparent AgBiS2 cells use non-toxic, earth-abundant elements, produced in ambient conditions. This combination should make them both greener and safer than current technologies.
“A very interesting feature of AgBiS2 solar cells is that they can be made in air at low temperatures using low-cost solution processing techniques without the need for the sophisticated and expensive equipment required to fabricate many other solar cells,” said Dr Nicky Miller, one of the research leads.
“These features give AgBiS2 solar cells significant potential as a low-cost alternative to traditional solar cells.”
To create the cells, the ICFO team used a low temperature hot-injection synthetic procedure. The first stage involved dispersing the nanocrystals into organic solvents, which the researchers claim can remain stable for months with no performance loss to the end product. The nanocrystals were then deposited onto a thin film of ZnO and ITO, to a thickness of approximately 35nm.
“The chemical synthesis of the nanocrystals allows exquisite control of their properties through engineering at the nanoscale and enables their dissolution in colloidal solutions,” said research co-lead Dr Maria Bernechea.
“The material is synthesised at very low temperatures (100ºC), an order of magnitude lower than the ones required for silicon based solar cells.”
According to the researchers, the cells have already achieved an efficiency of 6.3 per cent, similar to high-performance thin film cells when they were in early development. The team is working towards achieving efficiency rates higher than 12 per cent, which along with the lower processing costs would make the technology commercially viable.
ITALIANO
I ricercatori dell'Istituto di scienze fotoniche (ICFO) hanno sviluppato un nuovo tipo di cella solare basata su nanocristalli AgBiS2, che presenta vantaggi potenziali di produzione rispetto ai materiali solari attuali.
Le celle solari comuni che si trovano sui tetti o in parchi solari sono tipicamente costituiti da silicio. Ma la loro produzione può richiedere notevole consumo energetico, ed inoltre le celle di silicio sono generalmente pesanti e difficili da trasportare. Molte celle a film sottili alternativi utilizzano elementi tossici come il cadmio, o contengono elementi scarsi come l'indio o il tellurio.
Al contrario, le cellule semi-trasparenti AgBiS2 utilizzano, elementi non tossici ed abbondanti nella terra, prodotte in condizioni ambientali. Questa combinazione dovrebbe renderli sia più verdi e più sicure rispetto alle tecnologie attuali.
"Una caratteristica molto interessante delle celle solari AgBiS2 è che possono essere fatte in aria a bassa temperatura utilizzando tecniche di soluzione di lavorazione a basso costo senza la necessità di attrezzature sofisticate e costose necessarie per realizzare molte altre celle solari" ha dichiarato Nicky Miller, uno dei capi di ricerca.
"Queste caratteristiche danno celle solari di notevole potenziale come alternativa a basso costo alle celle solari tradizionali."
Per creare le celle, il gruppo ICFO ha utilizzato una procedura sintetica con iniezione a bassa temperatura. La prima fase consisteva nel disperdere i nanocristalli in solventi organici che i ricercatori affermano possono rimanere stabili per mesi senza perdita di prestazioni al prodotto finale. I nanocristalli sono stati poi depositati su una pellicola sottile di ZnO e ITO, ad uno spessore di circa 35 nm.
"La sintesi chimica dei nanocristalli permette il controllo delle loro proprietà attraverso l'ingegneria su scala nanometrica e permette la loro dissoluzione in soluzioni colloidali", ha detto la ricercatrice Dr Maria Bernechea.
"Il materiale viene sintetizzato a temperature molto basse (100 ° C), un ordine di grandezza inferiore a quello necessario per le celle solari a base di silicio."
Secondo i ricercatori, le cellule hanno già raggiunto un rendimento del 6,3 per cento, simile a quello delle celle a film sottile ad alto rendimento quando erano in fase di sviluppo iniziale. Il gruppo sta lavorando verso il raggiungimento di tassi di efficienza superiore al 12 per cento, che insieme con i costi di lavorazione inferiori potrebbe rendere la tecnologia commercialmente valida.
Da:
http://www.theengineer.co.uk/new-solar-cell-promises-manufacturing-gains/?cmpid=tenews_2385108
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