Il progetto PROME3THE2US2 ha avuto come obiettivo lo sviluppo di celle solari ad alta temperatura operanti in sistemi a concentrazione solare. La tecnologia sviluppata si basa sulla progettazione di strutture di materiale semiconduttore con lo scopo di convertire la radiazione solare in un’elevata emissione elettronica sfruttando l’effetto termoionico foto-assistito (dispositivi PETE – photon-enhanced thermionic emission). Differentemente dalle celle a giunzione, la cui efficienza diminuisce rapidamente all’aumentare della temperatura operativa, le strutture PETE traggono beneficio dall’alta temperatura raggiungibile in sistemi a concentrazione solare. La tecnologia, il cui rendimento ottenibile è superiore a 50%, si basa su sistemi a stato solido, perciò caratterizzati da scalabilità e durevolezza.
A uno sviluppo di catodi PETE basati su semiconduttori III-V, basato su una strategia di ingegnerizzazione della bandgap, è stato affiancato lo sviluppo di strutture innovative in diamante sintetico testurizzato (black diamond), basato su una strategia di ingegnerizzazione di difetti nel cristallo semiconduttore. Il black diamond si è dimostrato un materiale dalle proprietà ottiche eccezionalmente superiori a quelle del diamante di partenza (assorbanza integrata nello spettro solare pari a 98% circa), oltre a essere caratterizzato da proprietà fotoelettroniche in grado di generare efficientemente cariche elettriche nell’interazione con la radiazione solare. Il progetto si propone anche lo sviluppo di un anodo caratterizzato da strati superficiali con una funzione lavoro estremamente bassa (<1.5 eV) e lo sviluppo di microstrutture innovative in materiale isolante termico ed elettrico in grado di distanziare i due elettroni di pochi micrometri.
Acronimo: PROME3THE2US2
Ente finanziatore: UE – FP7
Inizio: Maggio 2013
Fine: Aprile 2016
Bando call: FP7 – FET ENERGY, Gran Agreement 308975
Budget Diathema: 779 k€
Ruolo Diathema: Principal Investigation, Project Coordination, Leader del WP “Active materials & Cathode Characterization”
Partner coinvolti: Tel Aviv University, Technion – Israel institute of technology, Fraunhofer Gesellschaft Zur Forderung der Angewandten Forschung EV, Ionvac Process, exergy LTD, Solaris Photonics, Abengoa Research S.L.
Sito web: https://cordis.europa.eu/project/id/308975