Celle fotovoltaiche trasparenti, novità dall'UCLA

[Chelidon]

A dire il vero concordavo che il GaAs fosse il top per giunzione singola... Poi ovvio che una multigiunzione possa fare meglio, ma è un po' barare..
Sul rischio ambientale per As ci credo visto la sua volatilità anche se l'incapsulamento dovrebbe limitare un po', invece per Cd se non erro dovrebbero esserci studi appunto per simulazioni di condizioni d'incendio, che affermano che non dovrebbe esserci rischio e si formi facilmente l'ossido che dovrebbe essere anche più stabile. Anche se devo ammettere la mia ignoranza sulle normative richieste.

[TheQ.]

beh le leggi sull'incendio in italia sono alquanto arretrate, e passano in genere attraverso la verificia e le carte che di deve rilasciare il distretto di polizia da allegare alla DIA (denuncia di inizio attività) da presentare in comune per iniziare l'iter di installazione dell'impianto fotovoltaico.

Credo facciano riferimento a semplici prove in laboratorio con incendio standard in cui si valutano le emissioni nocive.
Vero è che se già i test si dimostrano particolarmente negativi per la salute umana, viene bandita anche la commercializzazione di un prodotto (se non erro le Ga As nel penultimo Conto Energia erano proibite).

[lucusta]

@TheQ
"le radiazioni IR sono fortemente influenzate dall'umidità dell'aria. Certo con una fonte immensa come il sole arrivano comunque radiazioni IR anche con le nuvole, ma in diversa quantità. Basta anche solo fare riferimento alla taratura di una telecamera ad infrarossi.

Indipendenza della potenza dall'inclinazione?! se non vedo non credo
^_^''"

chiariamo subito che non e' indipendente dall'inclinazione per il fatto che cambia la superficie esposta.
detto questo nelle celle tradizionali solo le monocristalline hanno meno problematiche dovute all'incidenza combaciante con la normale del piano; le altre, soprattutto le multistrato, la hanno eccome.
e' dovuta al semplice fattore geometrico: se il fotone non arriva a passare sugli stadi attivi, non potra' mai far scaturire l'elettrone corrispettivo (per non parlare della griglia/elettrodo che sovrasta la cella... per chi non l'avesse notato quelle striscioline sulle celle sono un metallo, che impedisce alla luce di arrivare sul silicio).

per azzardarmi ad ipotizzare la non dipendenza dall'inclinazione ho speculato sulla tecnologia: prendendo ad esempio i pannelli ogranici ad emissione luce e lo strato dell'elettrodo in misura nanometrica, il fattore geometrico dovrebbe incidere sul rendimento praticamente di un nulla.
poi stiamo parlando comunque di radiazioni a lunghezze doppie rispetto a quelle solitamente sfruttate, ed e' importante anche questo (indice di rifrazione elevati su radiazioni oltre i 700micrometri sono rari nei materiali trasparenti)....
il vero punto e', come dicevi, il rapporto $/W, e l'unica cosa che e' controproducente e' che gli UV degradano inesorabilmente la "plastica" fotoelettrica.
ingiallimento, opacizzazione, invecchiamento precoce e delocalizzazione delle lacune elettroniche sono i problemi di cui soffrono anche gli OLED, quindi ne soffriranno anche queste, e se il loro "tempo utile" e' di pochi anni, nasce il problema della reale convenienza (dovrebbero arrivare a costare realmente poco, se devono essere sostituite ogni paio d'anni pena un drastico abbassamento del rendimento).

come sempre si valutera' il prodotto finito.

[TheQ.]

però scusatemi, faccio una domanda un pelino provocatoria.
Ma oggi che possiamo dire di aver scoperto il bosone di Higgs, ci va ancora bene l'interpretazione del fenomeno fotoelettrico data da Einstein-Plank? O forse un upgrade della teoria fotoelettrica (interpretazione quantistica) oltre la semplice teoria delle bande potrebbe dare nuove idee alla ricerca sul fotovoltaico?

[Chelidon]

Perché cosa c'è di preciso che non ti sconfiferà? Non riesco a capire di preciso quali problemi hai con la trattazione dello stato stato solido attuale..
Per il fatto che le scoperte della fisica teorica abbiano molta risonanza (e poi vengano storpiate ovviamente dai media che farneticano perché piace loro far notizia) sono d'accordo e anche sul fatto che si sia molto avanti, soprattutto se guardo invece ai progressi nelle scienze della vita e non parliamo della medicina per favore, dove per risolvere i problemi quasi come nel medioevo di solito si taglia..

Originariamente inviato da TheQ.

O forse un upgrade della teoria fotoelettrica (interpretazione quantistica) oltre la semplice teoria delle bande potrebbe dare nuove idee alla ricerca sul fotovoltaico?

L'effetto fotoelettrico è solo il primo tassello (e comunque einstein ne diede una spiegazione che proprio superava il ragionamento classico ed era in tutto "quantistica"), a dire il vero in ambito di semiconduttori è più corretto riferirsi all'effetto fotovoltaico.

La teoria delle bande è tutt'altro che semplice! E di quantistica ti assicuro che se ne fa largo uso, poi certo come in ogni branca della fisica ci sono molti modelli approssimati perché altrimenti non ci si salterebbe fuori (ma vengono spesso trattati in maniera quantistica, le approssimazioni si fanno anche lì mai sentito parlare di teoria perturbativa o metodi approssimati?).

Per quanto riguarda il problema della ricerca è che pur sapendo tutta la teoria a menadito, quello che conta è alla fin fine l'implementazione pratica e lì a dettare le regole sono i materiali che si studiano e spesso bisogna cercare soluzioni particolari nell'implementare il dispositivo per porre rimedio a dei limiti di ciò che si ottiene nella realtà (per esempio te puoi fare la trattazione bella pulita per un cristallo ideale, ma nella realtà nemmeno il monocristallo migliore è ideale, per non parlare di materiali policristallini o amorfi ). Soprattutto in casi come quello della notizia dove si prova con sistemi emergenti come il mondo delle celle organiche o a colorante, cioè quando ci si allontana da roba più nota e assodata come i semiconduttori inorganici (e anche all'interno di questi se ci si allontana dal Si che ha alle spalle decine di anni di affinamenti grazie all'uso in elettronica).

[TheQ.]

Originariamente inviato da Chelidon

Perché cosa c'è di preciso che non ti sconfiferà? Non riesco a capire di preciso quali problemi hai con la trattazione dello stato stato solido attuale..
Per il fatto che le scoperte della fisica teorica abbiano molta risonanza (e poi vengano storpiate ovviamente dai media che farneticano perché piace loro far notizia) sono d'accordo e anche sul fatto che si sia molto avanti, soprattutto se guardo invece ai progressi nelle scienze della vita e non parliamo della medicina per favore, dove per risolvere i problemi quasi come nel medioevo di solito si taglia..

potrei citarti un comico che parlava di tornare a cagare per le strade come esempio di inutilità della ricerca medica sui vaccini

L'effetto fotoelettrico è solo il primo tassello (e comunque einstein ne diede una spiegazione che proprio superava il ragionamento classico ed era in tutto "quantistica"), a dire il vero in ambito di semiconduttori è più corretto riferirsi all'effetto fotovoltaico.

La teoria delle bande è tutt'altro che semplice! E di quantistica ti assicuro che se ne fa largo uso, poi certo come in ogni branca della fisica ci sono molti modelli approssimati perché altrimenti non ci si salterebbe fuori (ma vengono spesso trattati in maniera quantistica, le approssimazioni si fanno anche lì mai sentito parlare di teoria perturbativa o metodi approssimati?).
Per quanto riguarda il problema della ricerca è che pur sapendo tutta la teoria a menadito, quello che conta è alla fin fine l'implementazione pratica e lì a dettare le regole sono i materiali che si studiano e spesso bisogna cercare soluzioni particolari nell'implementare il dispositivo per porre rimedio a dei limiti di ciò che si ottiene nella realtà (per esempio te puoi fare la trattazione bella pulita per un cristallo ideale, ma nella realtà nemmeno il monocristallo migliore è ideale, per non parlare di materiali policristallini o amorfi ). Soprattutto in casi come quello della notizia dove si prova con sistemi emergenti come il mondo delle celle organiche o a colorante, cioè quando ci si allontana da roba più nota e assodata come i semiconduttori inorganici (e anche all'interno di questi se ci si allontana dal Si che ha alle spalle decine di anni di affinamenti grazie all'uso in elettronica).

In effetti non mi è chiaro quanto la teoria delle bande si sia addentrata in campo teorico quantistico, dato che non trovo facilmente scritti (magari in italiano) che la descrivano in modo accurato. Le blande spiegazioni che si trovano spesso nel web possono forse essere fraintese.

Di certo stimola la fantasia che un giorno si vedano i pannelli fotovoltaici studiati in laboratorio dentro l'acceleratore del CERN macchina che non produce corrente (casomai la consuma) ma che riesce a "fotografare" le particelle più minute al contrario del fotovoltaico che produce energia elettrica "catturando energia" da pacchetti/particelle altrettanto minuti

[Chelidon]

Quale preparazione hai? A che grado sei di conoscenza della meccanica quantistica? Se è solo per sentito dire "liceale" occhio che la faccenda è molto più ampia e complessa di quel poco che ti possono accennare (perché al liceo mancano parecchi strumenti matematici per potersi addentrare un attimo)..
Non per demoralizzarti ma servirebbe essere almeno iscritti (o iscriversi se c'è la passione) a un corso di laurea nell'ambito fisico o chimico per capirci qualcosa o vedere trattate almeno parte di quegli argomenti. L'inglese in ambito scentifico è dato come minimo per scontato saperlo e in genere i testi "scolastici" sono pure abbastanza più chiari della lingua in sé, visto che sono in gergo tecnico, però è ovvio che bisogna conoscere bene la lingua e avere prerequisiti teorici di quello che si legge, altrimenti è dura...

Il fotovoltaico non lo vedrai mai studiato al CERN perché non c'entra nulla, sono due ambiti molto diversi: la teoria delle bande rientra nella fisica dello stato solido, gli studi sulle particelle e le forze fondamentali invece sono fisica particellare e sono due mondi piuttosto distanti; in genere pure quasi chi è preparato come fisico della materia può capirci molto poco di quello che fa un fisico teorico e viceversa...

[Sulbat]

Originariamente inviato da demon77

Si, questo è vero!
Però se guardi l'immagine vedi bene che il vetro è un po' oscurato (quasi inevitabile direi) e questo impatterebbe parecchio su un eventuale strato fotovoltaico tradizionale posto dietro.

Sì, è possibile vedere il livello fotovoltaico dietro l'immagine

[Sulbat]

Originariamente inviato da TheQ.

beh le leggi sull'incendio in italia sono alquanto arretrate, e passano in genere attraverso la verificia e le carte che di deve rilasciare il distretto di polizia da allegare alla DIA (denuncia di inizio attività) da presentare in comune per iniziare l'iter di installazione dell'impianto fotovoltaico.

Credo facciano riferimento a semplici prove in laboratorio con incendio standard in cui si valutano le emissioni nocive.
Vero è che se già i test si dimostrano particolarmente negativi per la salute umana, viene bandita anche la commercializzazione di un prodotto (se non erro le Ga As nel penultimo Conto Energia erano proibite).

Penso che questa tecnologia fotovoltaico è la soluzione migliore della nostra energia

[polteus]

Originariamente inviato da TheQ.

In effetti non mi è chiaro quanto la teoria delle bande si sia addentrata in campo teorico quantistico,

Diciamo che non hai proprio chiara la teoria delle bande in se, perchè la teoria è completamente addentrata nella meccanica quantistica. Senza meccanica quantistica, la teoria delle bande non esisterebbe e le caratteristiche dei semiconduttori non sarebbero spiegabili. Non si potrebbe nemmeno spiegare perchè la resistività elettrica diminuisce con l'aumentare della temperatura (quando nei metalli accade l'opposto), figurarsi spiegare il funzionamento di una cella fotovoltaica.

Originariamente inviato da TheQ.

dato che non trovo facilmente scritti (magari in italiano) che la descrivano in modo accurato. Le blande spiegazioni che si trovano spesso nel web possono forse essere fraintese.

Trovi spiegazioni accurate in qualsiasi testo universitario di fisica dello stato solido.

Originariamente inviato da TheQ.

Di certo stimola la fantasia che un giorno si vedano i pannelli fotovoltaici studiati in laboratorio dentro l'acceleratore del CERN macchina che non produce corrente (casomai la consuma) ma che riesce a "fotografare" le particelle più minute al contrario del fotovoltaico che produce energia elettrica "catturando energia" da pacchetti/particelle altrettanto minuti

Non vedo perchè dovrebbero studiare i pannelli fotovoltaici al CERN, quando si occupano di tutt'altro.