Articoli con tag LED

Le celle solari luminescenti “LED-Type” verso il record di efficienza fotovoltaica

Cella solare ad elevata efficienza (Alta Devices)

Le celle fotovoltaiche tradizionali sono progettate per assorbire il maggior quantitativo possibile di luce solare, in modo da massimizzare la produzione di energia. I ricercatori della Università della California a Berkeley hanno però recentemente suggerito – e dimostrato – un concetto controintuitivo: le celle solari, per raggiungere la massima efficienza teoricamente ottenibile, dovrebbero funzionare in modo simile ai LED, ovvero essere in grado non solo di assorbire la luce, ma anche di emetterla.

L’efficienza delle attuali celle fotovoltaiche è ancora lontana dal limite teorico. Fin dai primi anni sessanta gli scienziati sono stati in grado di calcolare il limite massimo dell’energia assorbibile da una cella fotovoltaica. Questo valore, in condizioni ideali, è circa il 33.5% per una cella mono-giunzione, come ad esempio le comuni celle in silicio utilizzate nei pannelli fotovoltaici commerciali. Ma se la teoria ci dice che il 33.5% della luce solare può essere convertito in energia elettrica, a livello pratico, dopo oltre cinquant’anni da questa scoperta, gli scienziati non sono stati ancora in grado di avvicinarsi significativamente a questo traguardo. Il record di efficienza delle celle piane mono-giunzione si assesta infatti intorno al 26% (dato del 2010), e finora solo le complesse celle multi-giunzione sono arrivate a catturare oltre il 33% dell’energia solare.

Sfruttare la luminescenza potrebbe però portare ad un aumento di efficienza. Recentemente, il team di Berkeley ha cercato di comprendere il motivo alla base di questo divario tra il risultato pratico e quello teorico, ed è giunto a una conclusione semplice, anche se apparentemente paradossale, considerando il legame esistente tra i fenomeni di assorbimento ed emissione della luce da parte di un materiale. Secondo i ricercatori, utilizzando il fenomeno della luminescenza dei materiali è possibile progettare celle fotovoltaiche molto più efficienti di quelle attuali. È da notare che la teoria secondo la quale la luminescenza è legata al voltaggio non è affatto nuova, ma non è mai stata presa in considerazione per la progettazione delle celle fotovoltaiche. In pratica, se una cella solare è progettata per emettere luce, e non solo per assorbirla, durante il processo di conversione fotovoltaica i fotoni non si disperdono più all’interno della cella stessa, ed è possibile raggiungere valori di voltaggio molto più elevati.  “Ciò che abbiamo dimostrato,” sostiene Eli Yablonovitch, professore di Ingegneria Elettrica e capo del team di ricerca di Berkeley, “è che quando una cella fotovoltaica è anche in grado di emettere fotoni, oltre che di assorbirli, essa può raggiungere una differenza di potenziale molto elevata, con conseguente aumento dell’efficienza di conversione della luce solare.” Prosegui la lettura »

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Nuova tecnologia per realizzare dispositivi GaAs a basso costo

La nuova tecnologia denominata rubber stamping consente di creare facilmente celle fotovoltaiche, transistor e sensori infrarossi

Fonte: http://spectrum.ieee.org

Un gruppo di ricercatori, guidato da John Rogers, dell’Università di Illinois a Urbana-Champaing ha inventato un modo meno costoso di realizzare dispositivi – fra cui celle solari e telecamere infrarossi – utilizzando semiconduttori composti, notoriamente molto più costosi ma anche decisamente più efficienti del Si. Tale metodo, presentato sulla rivista Nature, prevede la crescita di stacks di film sottili di semiconduttore, il prelievo di tali film uno alla volta ed la stampa degli stessi su substrati a basso costo (es.: silicio, vetro).

FLEXIBLE PHOTOVOLTAIC: Transfer printing makes a 10-by-10 array of gallium arsenide solar cells on flexible plastic possible. Credit: John Rogers, University of Illinois at Urbana-CHampaign

FLEXIBLE PHOTOVOLTAIC: Transfer printing makes a 10-by-10 array of gallium arsenide solar cells on flexible plastic possible. Credit: John Rogers, University of Illinois at Urbana-CHampaign

Come è noto, il silicio è attualmente il semiconduttore più utilizzato in microelettronica per la realizzazione di chips ed altri dispositivi; tuttavia, quando è necessario ottenere prestazioni elevate in termini di efficienza, si ricorre a semiconduttori composti quali l’arseniuro di gallio o il nitruro di gallio. Le celle fotovoltaiche realizzate con GaAs, ad esempio, sono tra le più efficienti in assoluto, essendo in grado di convertire circa il 40% dell’energia solare in energia elettrica (il valore massimo raggiunto dal silicio si attesta intorno al 20%). Il problema ad oggi riscontrato per tali composti è il costo: un wafer di 6″ di GaAs ha un costo di circa 200$, l’equivalente in silicio di circa 40$.

Il nuovo processo sviluppato dai ricercatori dell’Università di Illinois, che di fatto utilizza una tecnica di stampa a trasferimento (transfer printing), consente di massimizzare l’utilizzo del GaAs e di depositare film sottili su substrati di qualsiasi tipo, quali anche fogli sottili in materiale plastico, aprendo la strada all’effettiva realizzazione di celle solari flessibili.

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A Bright Redesign for LED Lights

Fonte: www.technologyreview.com

Illumitex’s new optical design makes LEDs brighter and more energy efficient.

By Erika Jonietz

Illumitex, an LED-manufacturing company based in Austin, TX, launched its first product line earlier this month. The startup’s first LEDs are designed for general-purpose lighting and emit a uniform, narrow beam of white light that is almost two times brighter than any white LED on the market. The founders, all of whom have backgrounds in optics rather than solid-state lighting, achieved this by redesigning the package around the semiconductor chip that actually converts electricity into light.

Illumitex's LEDs have a unique flat, square package that allows engineers to extract more light from the semiconductor chips at the heart of the diodes. Courtesy Illumitex

Illumitex's LEDs have a unique flat, square package that allows engineers to extract more light from the semiconductor chips at the heart of the diodes. Courtesy Illumitex

Traditionally, LED manufacturers have enclosed the chips inside a dome in order to control the light output. Illumitex’s LEDs ship in a flat, square package that eliminates the cost and energy efficiency issues that come from using secondary optical lenses and reflectors. Cofounder and chief scientist Dung Tien Duong, who is the company’s primary inventor, won’t say much about how the unique package allows Illumitex engineers to extract more light from the LED dies, but he does say it takes “intuitive” advantage of physics principles. “If the chip is square, the light beam should be square,” he says. While the company is mum on the exact physics behind its achievements (patents are still pending), it has published data sheets for both its 16-die and 4-die LEDs, including some data verified by third-party testing companies.

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Produrre energia dal manto stradale

Fonte: Rinnvabili.it

Manto stradale intelligente

Manto stradale intelligente

La società statunitense Solar Road all’inizio dello scorso ottobre dichiarò di avere in progetto un’alternativa ‘solare’ al tradizionale manto stradale: si parlò infatti di nuovi moduli che sarebbero stati in grado di ripagarsi mediante la produzione di energia rinnovabile. Grazie al finanziamento da 69mila dollari concesso dall’USDOT, il Dipartimento dei trasporti statunitense, il prototipo è finalmente stato realizzato e sembra più vicina la realizzazione di nuove autostrade costruite posizionando moduli fotovoltaici contenenti luci al LED che ne disegnino la segnaletica orizzontale ed integrati con elementi autoriscaldanti che evitino le formazioni di ghiaccio nei climi nordici.
I nuovi elementi includono inoltre microprocessori per il controllo delle comunicazioni, strumenti utili visto che riescono a comunicare eventuali malfunzionamenti nella rete creando una sorta di autostrada ‘intelligente’.
Ogni singolo modulo risulta costituito da tre strati: in superficie troviamo un materiale ad alta resistenza capace di far passare la luce, resistere alle intemperie, sopportare importanti carichi di peso e proteggere l’elettronica a LED posizionata al di sotto di esso. L’ultimo strato, che forma la base del pannello, consiste nella sede dei collettori e nella rete di trasmissione di tutti i dati raccolti.

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LED: un mercato destinato ad esplodere

Fonte: www.elettronicanews.it

OLED

OLED

Nel 2008 il mercato dei Led ha interessato più del 25% del totale dei 18,7 miliardi di dollari dell’industria optoelettronica, il secondo principale comparto dopo i sensori d’immagine.

Il mercato dei Led crescerà del 2,9% nel 2009. Questo in base a un’analisi di iSuppli, che tra l’altro prevede una decrescita del mercato dei semiconduttori del 9,4% nel 2009. La crescita di quasi il 3% dei Led segue la crescita del 10,8% nel 2008 nonostante anche l’anno scorso si sia assistito a una diminuzione della produzione di altri componenti. iSuppli evidenza anche come il mercato dei Tv Lcd nel 2009 è previsto consumi qualcosa come 163 milioni in Led, con una crescita del 220% rispetto ai 51 milioni del 2008. Il messaggio che arriva da questa analisi indica come l’utilizzo di Led per l’illuminazione rappresenti il futuro del mercato, anche perché la domanda globale di illuminazione allo stato solido è previsto ammonti a 40 miliardi di dollari nel 2012 con un incremento annuo medio di circa il 7%. Le emergenti economie di Cina, India e Russia saranno i mercati a più rapida crescita per i prodotti di illuminazione allo stato solido; guidati dalla domanda interna soprattutto per la rapida crescita delle costruzioni non-residenziali, questi tre Paesi assorbiranno il 40% della domanda addizionale generata nel periodo 2007-2012. La maggiore richiesta arriverà dalla Cina, che ci si attende diventi il principale mercato per il Led lighting. continua a leggere…

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