L'inchiostro nanowire di una startup aumenta l'efficienza della cella solare

L'inchiostro riempito con semiconduttori microscopici chiamati nanofili potrebbe rendere l'energia solare più economica aumentando l'efficienza dei pannelli solari del 25%, senza aggiungere molti costi alla produzione, afferma Sol Voltaics , una startup che ha raccolto 11 milioni di dollari e che questa settimana ha annunciato l'intenzione di commercializzare l'inchiostro.

Nano inchiostro: Un rendering di nanofili che potrebbe aumentare le prestazioni delle celle solari.

L'inchiostro si basa su due progressi della Lund University in Svezia. Professore Lars Samuelson ha dimostrato che i nanofili possono migliorare l'efficienza delle celle solari e ha sviluppato un nuovo modo di produrre nanofili che potrebbe renderli pratici da usare.

Aumentare l'efficienza delle celle solari è uno dei modi più efficaci per ridurre il costo dell'energia solare, poiché può abbassare il costo per watt dei pannelli solari e ridurre i costi di installazione, poiché sarebbero necessari meno pannelli solari (vedi Alta Devices: Trovare una soluzione solare).

Sol Voltaics, con sede a Lund, in Svezia, prevede di sviluppare apparecchiature per produrre inchiostro a nanofili e di venderlo ai produttori esistenti. L'inchiostro dovrebbe aumentare l'efficienza aiutando le celle solari ad assorbire più luce solare.

La ricerca sulla realizzazione di nanofili per il solare fotovoltaico è in corso da anni, ma la fabbricazione di nanofili non è mai stata eseguita in modo economico (vedi I nanofili aspirano la luce intorno a loro e Come raddoppiare la potenza dei pannelli solari). I nanofili vengono generalmente coltivati ​​su un substrato in un processo batch troppo costoso per la produzione su larga scala.

Il team della Lund University guidato da Samuelson ha sviluppato un metodo alternativo che elimina il substrato. Inizia vaporizzando l'oro per produrre nanoparticelle di aerosol, che fluiscono in un forno a forma di tubo insieme ad altri due gas. L'oro funge da seme che catalizza una reazione con i gas per formare nanofili di arseniuro di gallio. In un carta pubblicato in Natura lo scorso dicembre, i ricercatori di Lund hanno affermato che il processo, chiamato aerotassia, può far crescere nanofili di arseniuro di gallio da 20 a 1.000 più velocemente dei metodi di deposizione in batch. Controllando la temperatura e il tempo di reazione, possono controllare le dimensioni dei nanocavi, il che è fondamentale per ottimizzare le loro prestazioni per le celle solari.

Brian Korgel, professore di ingegneria chimica presso l'Università del Texas, afferma che l'aerotassia ha il potenziale per essere ridimensionata a un processo continuo. La produzione di grandi volumi supererebbe una delle maggiori sfide tecniche nell'aumento della produzione di nanofili in fase gassosa, afferma.

In un documento separato in Scienza all'inizio di quest'anno, gli stessi ricercatori dell'Università di Lund hanno dimostrato che gli array di questi nanofili realizzati con il metodo dell'aerotassia hanno migliorato l'efficienza delle celle solari al fosfuro di indio del 13,8% intrappolando più luce.

Il prossimo passo per Sol Voltaics è dimostrare che l'effetto funziona anche sulle celle solari al silicio, il tipo più comune, afferma il CEO Dave Epstein. Dopo averlo fatto, intende sviluppare attrezzature per fabbricare i nanofili. Stima che l'inchiostro aggiungerebbe uno o due centesimi per watt ai costi di produzione: attualmente costa meno di 75 centesimi per watt per produrre pannelli solari. Basta un grammo di nanofili per coprire un metro quadrato di un pannello solare in silicio, quindi hanno bisogno solo di una quantità molto piccola di materiale, dice.

Ogni indicazione è che, anche se ci sarà un costo aggiuntivo, l'aumento dell'efficienza supererà di gran lunga il costo, afferma Alf Bjørseth, fondatore di REC Solar e investitore in Sol Voltaics.

Se l'approccio nanowire-ink-on-silicon è efficace, l'azienda prevede di iniziare la produzione su piccola scala nel 2015. Si prevede di aver bisogno di 50 milioni di dollari, molto meno di una fabbrica solare su vasta scala, per produrre su scala commerciale, dal momento che è vendendo solo un prodotto aggiuntivo.

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