Scienziati in Australia hanno sviluppato un processo per calcolare la dimensione e la densità perfette dei punti quantici necessari per ottenere un'efficienza record nei pannelli solari.

punti quantici, nanocristalli artificiali 100, 000 volte più sottile di un foglio di carta, possono essere utilizzati come sensibilizzanti alla luce, assorbendo la luce infrarossa e visibile e trasferendola ad altre molecole.

Ciò potrebbe consentire a nuovi tipi di pannelli solari di catturare più spettro luminoso e generare più corrente elettrica, attraverso un processo di "fusione leggera" noto come conversione fotochimica.

I ricercatori, dall'ARC Center of Excellence in Exciton Science, utilizzato punti quantici di solfuro di piombo nel loro esempio. L'algoritmo è di libero accesso e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nanoscala .

In modo significativo, i risultati di upconversion esistenti ottenuti dai dispositivi di test utilizzavano sensibilizzatori organici che non funzionano con le celle solari al silicio, attualmente il tipo più comunemente disponibile di tecnologia fotovoltaica, a causa della loro incapacità di assorbire gran parte della parte infrarossa dello spettro luminoso.

L'utilizzo della giusta dimensione e densità dei punti quantici di solfuro di piombo come sensibilizzanti non solo porterebbe a un aumento dell'efficienza, ma sarebbe anche compatibile con quasi tutte le tecnologie di celle solari esistenti e pianificate.

Questi risultati indicano che quando si tratta della dimensione del punto quantico, non è così semplice come il significato più grande è migliore.

Utilizzando una teoria di base, un punto quantico più grande potrebbe sembrare in grado di catturare più colori della luce solare, o più luce di una certa lunghezza d'onda, ed essere in grado di contribuire a creare un dispositivo con maggiore efficienza.

I ricercatori, anche se, hanno preso in considerazione diversi vincoli pratici sulla dimensione dei punti quantici.

Più importante, la parte del vicino infrarosso della luce solare sulla superficie terrestre ha una struttura complicata, influenzato dall'acqua nell'atmosfera e dal calore del sole.

Ciò significa che il colore del punto quantico deve essere sintonizzato per corrispondere ai picchi della luce solare, come regolare uno strumento musicale a una certa altezza.

Secondo l'autore corrispondente Dr. Laszlo Frazer, il lavoro dimostra che un quadro completo delle condizioni che influenzano le prestazioni delle celle solari, dalla stella al centro del nostro sistema solare alle particelle su scala nanometrica, è necessario per raggiungere la massima efficienza.

"Tutta questa cosa richiede la comprensione del sole, l'atmosfera, la cella solare e il punto quantico, " Egli ha detto.

Mentre gli aumenti di efficienza previsti dimostrati da questi risultati rimangono modesti, i potenziali benefici sono notevoli, poiché possono essere utilizzati in quasi tutti i dispositivi solari, compresi quelli in silicio.

Il prossimo passo per i ricercatori è progettare e creare emettitori che trasferiranno l'energia dai sensibilizzatori di punti quantici ottimizzati in modo più efficace.

"Questo lavoro ci dice molto sulla cattura della luce, " ha detto Laszlo.

"Rilasciarlo di nuovo è qualcosa che necessita di molti miglioramenti. C'è sicuramente bisogno di contributi multidisciplinari qui".

L'autrice Benedicta Sherrie della Monash University ha dichiarato:"È necessario lavorare di più sulla costruzione dei prototipi di celle solari con questi sensibilizzatori (e, si spera, con gli emettitori adatti), e per provarli.

"Spero che questa ricerca alla fine consentirà alla società di fare più affidamento sull'energia solare fotovoltaica che non sia solo efficiente, ma anche conveniente."