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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 17 - 6 nov 2012
ISSN 2037-4801

Vita CNR   a cura di Francesca Gorini

Tecnologia

Fotovoltaico efficiente grazie ai nanocristalli

La possibilità di realizzare dispositivi fotovoltaici a basso costo e ad alta efficienza rappresenta uno dei traguardi più ambiziosi per la ricerca scientifica. Marco Govoni, Ivan Marri e Stefano Ossicini, dell'Istituto nanoscienze (Nano) del Consiglio nazionale delle ricerche e del dipartimento di Scienze e metodi dell'ingegneria, dipartimento di Fisica, Centro interdipartimentale En&Tech dell'Università di Modena e Reggio Emilia (Unimore) hanno dimostrato come sia possibile aumentare l'efficienza dei dispositivi fotovoltaici sfruttando la natura quantistica dell'interazione tra nanocristalli di silicio. I risultati dello studio, che apre nuove prospettive nell'impiego del silicio nanostrutturato per convertire la radiazione solare in corrente elettrica, sono stati pubblicati su 'Nature Photonics'.

"Il silicio è uno degli elementi più abbondanti sulla crosta terrestre", commenta Stefano Ossicini di Nano-Cnr, "e il suo impiego nella realizzazione di dispositivi fotovoltaici è fondamentale per garantire uno sviluppo sostenibile. Si prevede che il fotovoltaico possa assicurare alle prossime generazioni un'energia sicura e pulita".

L'aumento dell'efficienza energetica di tali dispositivi passa per lo sviluppo di nuove strategie fotovoltaiche, come sottolineano Marco Govoni ed Ivan Marri di Unimore: "I nostri calcoli mostrano la possibilità di sfruttare l'interazione tra elementi nanostrutturati di silicio per sviluppare nuovi dispositivi fotovoltaici. Abbiamo simulato sistemi costituiti da nanocristalli di silicio posti tra loro a distanze inferiori al nanometro: i risultati rivelano che la natura quantistica delle interazioni ha l'effetto complessivo di aumentare il numero di cariche generate per singolo fotone assorbito, e perciò migliorare le prestazioni del dispositivo solare".

"È un risultato che apre allo sviluppo di celle fotovoltaiche di terza generazione a basso costo e alto rendimento, ottenuto da un gruppo di ricerca tutto italiano, a conferma dell'alta qualità della nostra ricerca nel campo della fisica della materia condensata", prosegue Ossicini.

L'Unione Europea ha finanziato lo studio attraverso il progetto di ricerca multinazionale del VII programma quadro 'Nascent' (Silicon nanodots for solar cell tandem). Le simulazioni numeriche necessarie per ottenere i risultati pubblicati sono state effettuate presso il centro di calcolo italiano Cineca e si sono avvalse dell'iniziativa Iscra (Italian supercomputing resource allocation).

Maddalena Scandola