Il fotovoltaico quantistico, o per meglio dire le celle solari a punto quantico (in inglese: quantum dot solar cells) sono un campo emergente nella ricerca sul fotovoltaico che utilizza i punti quantistici come materiale fotovoltaico, invece di materiali grezzi ben conosciuti e attualmente utilizzati come il silicio, il CIGS oppure il Tellururo di Cadmio. I punti quantistici hanno dei "bandgap" che sono "sintonizzabili" in ampio raggio di livelli di energia cambiando le dimensioni del punto quantico. Questo le differenzia dai materiali grezzi, dove il bandgap viene prefissato dalla scelta dei materiali nella composizione. Questa proprietà rende i "quantum dots" desiderabili per celle fotovoltaiche multi-giunzione ("multi-junction solar cells"), che sfruttano una grande gamma di livelli di energia differenti e sono usati per estrarre una maggiore quantità di energia dallo spettro della radiazione luminosa solare.

Le potenzialità dell'approccio basato sui "quantum dot" ha condotto molti scienziati ad eseguire in ricerche in questo campo. I primi esempi utilizzavano processi di epitassia piuttosto costosi, ma sono stati sviluppati metodi di fabbricazione alternativi piuttosto economici. Questi metodi sperimentali si affidano alla sintesi di punti quantistici usando la "chimica umida" dei punti quantistici colloidali ("wet chemistry": colloidal quantum dots – CQDs) e di conseguenza la possibilità di processare i punti quantistici come una soluzione. Le celle solari colloidali CQD correntemente detengono il record di efficienza per il fotovoltaico "quantum dot". Purtroppo loro efficienza attuale, di appena lo 5,1% è piuttosto bassa in confronto alle cellule di silicio grezzo commerciali (circa il 17%), ma si stima che abbiano un grande potenziale di miglioramento (fino al 60%).

File:Sargent Group quantum dot solar cell.jpg

Cella solare "spin-cast quantum dot" costruita dal Sargent Group nella University of Toronto. I dischi metallici sulla superficie frontale sono le connessioni elettriche agli strati sottostanti.

Retroterra[modifica | modifica sorgente]

Concetti basici delle celle fotovoltaiche[modifica | modifica sorgente]

Punti quantistici (quantum dots)[modifica | modifica sorgente]

Ricerca attuale[modifica | modifica sorgente]

Primi concetti[modifica | modifica sorgente]

Sforzi nella DSSC[modifica | modifica sorgente]

Multi-junction efforts[modifica | modifica sorgente]

Hot-carrier capture[modifica | modifica sorgente]

Generazione di eccitoni multipli[modifica | modifica sorgente]

Altri problemi[modifica | modifica sorgente]

Un problema per ogni approccio basato sul punto quantistico è quello dell'eccessivo calore nei punti. Uno die fattori chiave dell'operatività dei punti quantici è il loro naturale isolamento dal materiale circostante, ma questo significa che una quota elevata di fononi saranno riflessi dall'interfaccia. Questo processo porterà all'accumulo di calore all'interno dei punti.[1]

Altre celle solari di terza generazione[modifica | modifica sorgente]

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Voci correlate sulla Wikipedia in inglese[modifica | modifica sorgente]

Note[modifica | modifica sorgente]

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Collegamenti interni[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

Fonti[modifica | modifica sorgente]




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