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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

eFax Italia: il sito per inviare fax online

Un servizio utile ad aziende e professionisti per l’invio di documenti 

efax all devicesTutti ormai conoscono l’importanza della tecnologia e quanto quest’ultima abbia cambiato le nostre abitudini in modo radicale. Una delle più importanti novità riguarda il modo di inviare documenti, non più attraverso il fax tradizionale – destinato ormai al pensionamento –, ma attraverso nuovi strumenti offerti dalla rete.

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Dalla ricerca dell’Università di Trento il feltro hi-tech che difende dal grande freddo

Il tessuto è stato brevettato da un team di ricerca del Dipartimento di Ingegneria industriale. Sorarù: «ha un potere di isolamento termico tra i più alti mai misurati finora». 

feltro 50Per mettere il “cappotto” alla casa o per affrontare condizioni climatiche estreme arriva un feltro hi-tech. Duro come la ceramica e morbido come la lana, lo speciale tessuto è stato brevettato da un gruppo di ricerca del Laboratorio vetro e ceramici del Dipartimento di ingegneria industriale dell’Università di Trento dal gruppo guidato da Gian Domenico Sorarù, professore di Scienza e tecnologia dei materiali e di Materiali per l’energia, e comprende i ricercatori Emanuele Zera e Prasanta Jana.

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Presentati a Parma i risultati del progetto di ricerca “Pulmomed”

Il sistema biomedicale dell’Emilia Romagna ha fatto rete con i centri di ricerca per sviluppare nuove metodiche a basso costo e altamente sicure per la somministrazione di farmaci in polvere via aerea

farmaci da inalazione polmoni trasparenzaL’università di Parma ha ospitato la presentazione ufficiale dei risultati della ricerca volta ad individuare nuove tecnologie la somministrazione di farmaci in polvere sotto il progetto-ombrello “Pulmomed”, all’insegna della fattiva collaborazione tra i settori pubblico e  privato del biomedicale emiliano romagnolo.

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L’innovazione nei trasporti ferroviari passa da Treviso con un nuovo approccio alla lievitazione magnetica

Iniziativa della Girotto Brevetti di Spresiano che in collaborazione con la start up pisana Ales Tech ha brevettato il sistema “IronLev" per il cui funzionamento necessita di pochissima energia utilizzabile anche sulle tratte già esistenti

ironlev modellino lievitazione magnetica ferroviaIl futuro della mobilità su rotaia potrebbe presto approdare a carrozze che viaggiano su campi magnetici evitando attriti e dispersioni dovute al rotolamento, in modo sostanzialmente silenzioso e, soprattutto, non richiederebbero ulteriore energia per “sollevare” i convogli rispetto alle guide, come avviene ora in paesi come il Giappone o la Germania.

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“LISA”, ovvero il posto più tranquillo nell’universo

Lo ha ricreato la missione apripista “LISA Pathfinder” per testare la fattibilità dell’osservatorio gravitazionale che l’Agenzia Spaziale Europea vuole lanciare nello spazio nel 2034 in collaborazione con l’INFN e l’Università di Trento

ESAArtist s impression of LISA PathfinderA distanza di circa sei mesi dall’annuncio del via libera dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) alla missione “LISA” nel 2034, sono stati pubblicati sulla rivista Physical Review Letters i risultati finali della missione apripista “LISA Pathfinder” cui hanno collaborato l’Infn e l’Università di Trento.

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Al Free Electron Laser “Fermi” di Trieste osservata con un dettaglio senza precedenti una reazione fotochimica nel suo divenire

Ricerca condotta in collaborazione tra le università di Uppsala e Gothenburg (Svezia), Trieste, Institut Ruđer Bošković di Zagabria e Laboratorio di Chimica Fisica, Materia e Radiazione di Parigi

univeristà trieste laboratorio Fermi laserGirare il “film” di una reazione fotochimica, interpretandone i dettagli nascosti con l’aiuto di un calcolatore. E’ quello che ha fatto, grazie alle straordinarie potenzialità della sorgente laser a elettroni liberi “Fermi” di Trieste, un gruppo di ricerca composto da Università di Uppsala e Gothenburg, in Svezia, Institut Ruđer Bošković di Zagabria, Laboratorio Elettra-Fermi, Università di Trieste e Laboratorio di Chimica Fisica, Materia e Radiazione di Parigi. 

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Gli scarti dei prodotti lattiero caseari possono diventare carburante per l’aviazione

L’Univeristà di Tubinga ha messo a punto un processo biologico che consente la conversione del siero acido in un sottoprodotto utile alla produzione di carburante


latteProsegue lo sviluppo dell’economia circolare e l’utilizzazione degli scarti di un ciclo di produzione per attivare nuovi prodotti utili per altri settori, senza generare sprechi e riducendo considerevolmente l’inquinamento connesso con il loro smaltimento.

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Batterie a ioni di alluminio ultraveloci e con una vita da 250.000 cicli

La ricerca del Dipartimento di Scienze e Ingegneria dei Polimeri dell’Università di Zhejiang in Cina pubblicato su Science Advances. Fondamentale il ruolo del grafene

batteria ioni alluminioI centri di ricerca mondiali sono impegnati nel trovare una soluzione efficiente ed economia all’immagazzinamento dell’energia, specie per gli utilizzi in mobilità nei veicoli del prossimo futuro, cercando un’alternativa all’odierna tecnologia degli ioni di litio, che evidenzia limiti di velocità di carica e di capacità di immagazzinamento.

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Armature di grafene per l'elettronica del futuro: ricerca di UniTn e Fondazione Kessler

Pugno: «questi materiali disposti opportunamente, garantiscono una resistenza record, anche nell’ambiente ostico dello spazio»

grafene disposizione atomicaResistenza da record per le armature fatte con il grafene, quello che a buon diritto si definisce come il “materiale delle meraviglie” per le sue innumerevoli proprietà che non si finisce di scoprire: i suoi strati bidimensionali, composti solo da atomi di carbonio, garantiscono nel nanomondo (quello dei miliardesimi di metro) una resistenza che è 200 volte superiore a quella del materiale con cui sono realizzati i giubbotti antiproiettile.

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Ecler eMotus 5, interessanti diffusori acustici compatti per sonorizzare computer, televisioni ed altro

Sistemi a due vie dal gradevole design e buon equilibrio acustico

Ecler eMOTUS5PEcler ha appena presentato una nuova gamma di diffusori acustici compatti interessanti sia per lo stile che per la resa sonora.

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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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