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12
Mag

Premio Fraunhofer al processo di costruzione di celle solari fotovoltaiche ad altra efficienza a mezzo di laser

Il riconoscimento ai ricercatori Ralf Preu e a Jan Nekarda

 

Fraunhofer institute ricercatori Ralf Preu e a Jan NekardaFotovoltaico ed energia eolica sono i principali elementi costitutivi della rivoluzione della produzione di energia, che costituisce una delle più grandi sfide della società si trova ad affrontare nei prossimi decenni. 

«La quantità totale di energia elettrica prodotta da fonte fotovoltaica è più di 250 terawattora, approssimativamente equivalenti alla quantità prodotta da 30 centrali nucleari. Al fine di contribuire a raggiungere gli obiettivi internazionali sul clima, la quantità di energia fotovoltaica di nuova installazione di ogni anno dovrà aumentare di dieci volte nel corso dei prossimi 15 anni. Nel complesso, la tecnologia solare dovrà diventare più efficiente e conveniente al fine di soddisfare le esigenze di questo mercato», spiega l’ingegner Ralf Preu, Direttore Divisione Fotovoltaico, Tecnologia e Garanzia qualità presso la divisione Solar Energy Systems ISE di Friburgo dell'Istituto Fraunhofer. Il ricercatore e il suo collega Dr. Jan Nekarda hanno già dato un importante contributo alla protezione del clima, con lo sviluppo della tecnologia “Laser-Fired conctact” (LFC), che consente la produzione di celle solari più efficienti e a costi inferiori. 

Nel corso della riunione annuale della società Fraunhofer ad Essen, il Premio Joseph Fraunhofer è stato assegnato a Ralf Preu e Jan Nekarda per il loro sviluppo innovativo. «Siamo lieti di ricevere questo premio – ha detto soddisfatto Preu -, che non è soltanto un riconoscimento del nostro lavoro, ma anche mostra la forza innovativa del settore fotovoltaico tedesco ed europeo».

Attualmente, la maggior parte celle solari sono dotate di un contatto metallico di ampia superficie, che copre l'intera parte posteriore del wafer di silicio che permette all’energia elettrica di fluire dalla cella all'elettrodo. Questa configurazione tuttavia ne limita l'efficienza. Un’alternativa ad alte prestazioni, scoperta nel 1989, è la tecnologia ad emissione passiva sul lato inferiore della cella (“Passivated Emitter and Rear Cell”, PERC). A differenza delle celle convenzionali, questa tecnologia comprende uno strato riflettente aggiuntivo sul retro della cella e migliaia di punti di contatto elettrico. Il processo di LFC sviluppato dai ricercatori del Fraunhofer ha permesso la prima produzione industriale di massa di celle solari PERC.

La tecnologia consiste nella deposizione di uno strato non conduttivo molto sottile sul lato inferiore di una cella solare PERC tra lo strato di contatto e il wafer. Agendo come uno specchio, questo strato riflette la quota di luce solare non assorbito quando penetra il wafer di nuovo nel wafer di silicio. Poiché il lato anteriore riflette questa luce posteriore della struttura a strati, questa è anche catturata nel wafer di silicio incrementando di conseguenza il livello di efficienza delle celle solari. Condurre l'elettricità dal wafer richiede molte piccole aperture nello strato non conduttivo, al fine di stabilire un contatto tra il metallo elettrodo e il wafer di silicio. La procedura LFC crea circa 100.000 contatti per wafer con un singolo impulso laser. «La sfida era di coordinare gli impulsi in modo tale che il contatto fosse completamente stabilito, limitando al minimo i danni al silicio. Lo abbiamo ottenuto limitando al minimo la durata della luce laser, tra 50 e 2.000 nanosecondi», spiega Jan Nekarda, gestore del gruppo di ricerca presso il Fraunhofer ISE. Un innovativo sistema di guida dei fasci laser permette di creare tutti i contatti in circa un secondo. «Le celle solari PERC prodotte in questo modo hanno un livello di efficienza migliorata di un punto percentuale assoluta. Con efficienza delle celle solari di oggi di circa il 20%, ciò significa il 5% relativo. Guadagniamo poi un ulteriore 2% nel sistema, il che significa che aumentare il rendimento energetico complessivo del 7%» sottolinea Preu. Il livello di efficienza è di enorme importanza in quanto la maggior parte dei costi nel fotovoltaico sono direttamente proporzionali alla superficie attiva. «Dove oggi abbiamo bisogno di 100 metri quadrati di celle solari, in futuro avremo bisogno solo di 93 metri quadrati per produrre la stessa quantità di energia elettrica. Questo non solo significa l’impiego meno di silicio, ma anche meno materiale a modulo, meno materiale nei sistemi e, infine, anche un risparmio in termini di costi di progettazione». 

Dalla ricerca all’industrializzazione il passo è breve, in quanto i produttori di celle solari possono facilmente ed economicamente integrare la procedura laser nei processi di produzione esistenti. Hanwha Q Cells ha già fatto 20 milioni di celle utilizzando la tecnologia LFC. Le aziende di tutto il mondo hanno nel frattempo messo in produzione di massa la tecnologia PERC investendo più di 200 milioni di euro rendendo così una realtà una sostanziale evoluzione dell’efficienza delle celle fotovoltaiche.

 

HI-TECH NEWS

Dalla Fondazione Kessler di Trento un’app per effettuare ricostruzioni 3D con lo smartphone

Progetto nel programma europeo Horizon 2020 

FBK app replicate 1E’ in fase di test in contesti diversi un'applicazione che si pone l'obiettivo di sfruttare la fotocamera degli smartphone (o dei tablet), per ricostruire oggetti e ambienti in 3D. Si tratta di un progetto di realtà aumentata, finanziato dal programma europeo di ricerca e innovazione Horizon 2020, coordinato dalla Fondazione Bruno Kessler di Trento e che coinvolge altri sei partner europei, tra cui l'Eth di Zurigo, il Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut e la società “t2i-trasferimento tecnologico e innovazione” di Treviso.

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Brevetto sulle proprietà mediche dell’ossido di zirconia sviluppato da Ca’ Foscari acquisito da Brenta Srl

La start-up innovativa vicentina crede nelle applicazioni sanitarie del nuovo prodotto nanotecnologico

zirconia mesoporosaNanoparticelle di zirconia mesoporose capaci di effettuare contemporaneamente diagnosi e terapia di patologie specifiche sono state sintetizzate e sviluppate da alcuni ricercatori del gruppo “Chimica fisica dei materiali” del Dipartimento di Scienze molecolari e nanosistemi dell’Università Ca’ Foscari Venezia. Si tratta di un’invenzione talmente promettente, che un’azienda vicentina del nanotech per l’industria chimico-farmaceutica ha deciso di investirci, acquistando il brevetto e lanciando una nuova collaborazione con l’università. 

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Modificata la composizione del materiale più leggero del mondo: nanotubi di carbonio rimpiazzano grafite

Si ipotizzano da subito numerose applicazioni per il materiale messo a punto dai ricercatori delle univesità di Kiel (Germania) e di Trento

aerografiteNuove ricerche applicate hanno suggerito l’opportunità di cambiare la composizione del materiale più leggero del mondo, l’aerografite: usando nanotubi di carbonio al posto della grafite, secondo i ricercatori dell'università tedesca di Kiel che hanno sviluppato il nuovo materiale in collaborazione con i ricercatori dell'Università di Trento, si è creato un nuovo prodotto dalle notevoli proprietà meccaniche e fisiche che potrebbe essere usato per produrre accumulatori di energia ultra leggeri per automobili, schiume protettive per veicoli spaziali o impalcature 3D su cui coltivare cellule per la rigenerazione dei tessuti.

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Batterie al litio, nuove procedure tecnologiche per abbatterne il costo e aumentarne la capacità

L’Univeristà del Texas sviluppa nuovi approcci utilizzando nuovi materiali e lavorazioni nanostrutturate

Università texas nuovi materiali batterie litio idea batteryIl futuro sarà sempre più connesso con l’accumulo di energia tramite le batterie al litio. Peccato che questo materiale non sia infinito e la maggiore richiesta già avuta negli ultimi anni, che è destinata a crescere ulteriormente nel tempo, ha spinto i ricercatori di tutto il mondo a cercare nuove metodiche di produzione e nuovi materiali.

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BenVista PhotoZoom Pro 7: la soluzione software leader per l'ingrandimento e la riduzione di grafica e foto digitali

L’applicativo (disponibile sia come sia come applicazione autonoma che come plug-in) consente di elaborare immagini in modo superbo, risolvendo situazioni critiche

PhotoZoom Pro 7 Boxshot Transparent 800pxA tutti è capitato ameno una volta trovarsi a lottare con un’immagine fotografica o grafica a bassa risoluzione tale da non poter essere sufficientemente ingrandita se non con una notevole perdita di qualità sottoforma di artefatti e distorsioni, con un risultato visivo difficilmente accettabile.

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Da Bosch una nuova batteria ibrida a 48 Volt a ioni di litio

Elemento sviluppato per favorire la diffusione dei veicoli ibridi di basso livello, dove l’alternatore serve da supporto di spunto al motore e per recupero di energia in rilascio 

bosch batteria ioni litio 48vNovità nel campo delle batterie per veicoli ibridi di base: Bosch ha sviluppato un nuovo accumulatore a 48 Volt agli ioni di litio di dimensioni standardizzate e con guscio in plastica per contenere peso e costo.

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Masterizzazione (e tanto altro ancora) con il Mac: ecco Roxio Toast 16 Pro

La nuova versione del popolare programma di produzione di Cd, Dvd e Blu-ray si aggiorna con nuove utilità 

toast16 pro generic fade lftRoxio ha da poco presentato la nuova versione di Toast, il popolare programma di creazione di Cd, Dvd e Blu-ray sulla piattaforma Mac, disponibile nella versione standard e in quella Pro (quest’ultima è arricchita da un pacchetto di interessanti e utili applicativi per un controvalore di 220 euro) che rendono oltremodo facile produrre contenuti digitali audio, video e multimediali.

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Da Samsung nuovi monitor per la televisione e per il computer

“The Frame” è il nuovo schermo televisivo che simula un quadro da parete. Il monitor Ultra-Wide CHG90 da 49 pollici assicura una grafica eccezionale gli appassionati di videogiochi

Samsung The Frame 01Samsung presenta sul mercato italiano la nuova famiglia di schermi dedicati sia alla televisione che al computer con particolare indicazione per gli appassionati dei videogiochi.

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Arriva “Dharma”, la dialisi portatile personalizzata

Sviluppato da EasyDial a cura di un trentino-americano da anni trapiantato in California, sarà sperimentato all’ospedale “Santa Chiara”. A Vigolo Vattaro in Trentino il sesto sito produttivo globale dell’azienda

apparecchio portalite dialisi East Dial Dharma CompositionHa l'ingombro di un trolley e può essere gestito dal paziente senza la continua supervisione di un medico. Si chiama “Dharma”  ed è il rivoluzionario dispositivo per la dialisi portatile, che verrà sperimentato per 125 giorni, in anteprima a livello italiano, in due centri: presso l'Ospedale “Santa Chiara” di Trento e al “San Martino” di Genova.

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Pronto per entrare i orbita il satellite radioamatoriale “Max Valier Sat”

Dopo anni di lavoro tra Alto Adige, Monaco e Brema, a fine giugno il satellite radioamatoriale progettato dagli studenti ed insegnati dell’Istituto tecnologico di Bolzano raggiungerà la sua orbita intorno alla Terra 

Satellite radioamatoriale MaxValierSatSotto la guida di esperti internazionali in navigazione spaziale, gli studenti e insegnanti dell’Istituto tecnologico in lingua tedesca “Max Valier” di Bolzano hanno costruito il primo satellite altoatesino, battezzato “Max Valier Sat”, che a fine mese sarà lanciato nello spazio. 

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La misura della luce nel laboratorio di nanoscienze dell’Università di Trento

Lo studio pubblicato su Nature Communications accende i riflettori sul comportamento dei fotoni, le particelle che compongono la luce, che si trovano nel medio infrarosso

Uni tn fotoni spettro infrarosso Piccione Trenti Mancinelli Lab nanoscienzeRilevare molecole di gas, effettuare monitoraggi ambientali accurati, stabilire comunicazioni satellitari efficienti nello spazio, dare vita a nuovi tipi di semiconduttori, indispensabili per tutti i principali dispositivi elettronici e microelettronici di nuova generazione: tutte queste attività hanno in comune lo studio dei fotoni.

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Il bisturi genomico “usa e getta” per la riparazione del DNA

Una ricerca del Cibio dell’Università di Trento condotto dal gruppo di ricerca guidato da Anna Cereseto individua una molecola “meccanica” che opera negli organismi malati senza effetti collaterali 

Cibio bisturi genomico gruppo lavoro ricerca Anna Cereseto 2Le terapie genetiche, sviluppate a partire dalla fine degli anni Ottanta grazie all’avvento dell’ingegneria genetica, sono state salutate come una vera rivoluzione per sconfiggere molte patologie tuttora incurabili, come le malattie di natura ereditaria (ad esempio fibrosi cistica, distrofia muscolare, emofilia o diabete di tipo 1), malattie che dipendono da fattori ambientali (come il cancro, le malattie cardiovascolari e quelle neurodegenerative) ma anche traumi, infezioni e ischemie.

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Il Radar Rime sviluppato da UniTrento per indagare sulle lune ghiacciate di Giove

Missione della sonda europea “Juice” prevista per il 2022 e operatività sul pianeta rosso nel 2029 dopo un viaggio interplanetario di sette anni

missione Juice NASA JPL giove e le sue lune ghiacciatePiù vicino il viaggio sulle tracce di vita tra le lune ghiacciate di Giove. Terminata la progettazione, può iniziare la costruzione della sonda e degli strumenti scientifici. Passo in avanti decisivo per la missione spaziale Juice (JUpiter ICy moon Explorer), che vede protagonista l’Università di Trento.

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UniTn, svelati i segreti dei “mattoni” nel materiale più leggero al mondo

Lo studio di Stefano Signetti dell’Università di Trento pubblicato su Nature Communications fa luce sulle proprietà nanomeccaniche dei tetrapodi, i “mattoni” che costituiscono l’aerografite, materiale a base di grafene

aerografite su soffione radicchioÈ nera, superelastica, idrorepellente, è un ottimo conduttore di elettricità, ma soprattutto è il materiale più leggero mai inventato al mondo: l’aerografite, nata nel 2012 nei laboratori di ricerca delle università di Kiel e di Amburgo partendo da una base di grafene.

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Libera, gratuita, veloce: nasce la rete regionale “EmiliaRomagnaWiFi”

Oltre 1.100 nuovi punti di accesso da Piacenza a Rimini. Donini: «un altro passo verso gli obiettivi fissati dall'Agenda digitale: vogliamo avere almeno 4.000 postazioni entro il 2019»

Presentazione EmiliaRomagna WiFi corsiniLiberi, gratuiti, veloci: saranno così i 1.103 nuovi punti di accesso a Internet che troveranno spazio anche in piazze, stazioni, ospedali e biblioteche da Piacenza a Rimini. Parte così “EmiliaRomagnaWiFi”, la nuova rete pubblica della Regione che sarà in grado di garantire un accesso facile e senza restrizioni a tutti, a cominciare da 183 territori.  

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