Energia: fotovoltaico, idrogeno
Lo sviluppo di fonti energetiche rinnovabili di costo competitivo
con quello delle fonti fossili è una sfida molto difficile, ma indispensabile
per il sostentamento nel medio-lungo termine delle attività umane.
Le ricerche del Dipartimento nel campo delle energie rinnovabili riguardano il solare fotovoltaico e lo stoccaggio dell'energia sotto forma di idrogeno. E' da notare che l'effetto fotovoltaico, ossia la tensione a circuito aperto (effetto Volta) in una giunzione p-n illuminata, prende il nome da un esperimento compiuto da Alessandro Volta a Pavia nel 1797.
Sono attive le seguenti linee:
(a) Sviluppo di celle solari basate su concentratori fluorescenti, ossia
strati polimerici contenenti molecole in grado di assorbire e riemettere la luce solare, accoppiate a celle convenzionali di silicio ad alta efficienza. Integrazione con cristalli fotonici. Collaborazione con ENI S.p.A. Staff: L.C. Andreani, M. Galli, M. Liscidini, M. Patrini
(b) Caratterizzazione ottica ed elettrica di silicio micro-cristallino di grado solare, nonché di celle fotovoltaiche convenzionali, in vari stadi della produzione e sviluppo: attività condotta in collaborazione con varie aziende. Caratterizzazione di altri materiali inorganici per celle solari di terza generazione: grafeni e nanotubi di carbonio, materiali semiconduttori micro- e nanostrutturati. Staff: V. Bellani
(c) Teoria dell'harvesting di luce (ossia dell'efficienza di assorbimento e di conversione fotovoltaica) in celle fotovoltaiche a film sottile, di spessore sub-micrometrico, mediante approccio ondulatorio e in presenza di cristalli fotonici. Viene inoltre studiata la raccolta dei portatori mediante simulazioni elettro-ottiche full-scale. Staff: L.C. Andreani, M. Liscidini
(d) Viene studiata la dinamica diffusiva dell’idrogeno mediante NMR in materiali a base di carbonio (grafene e fulleriti) al fine di valutare il loro possibile utilizzo come materiali da impiegare per lo stoccaggio dell’idrogeno. Staff: S. Sanna, P. Carretta, M. Moscardini