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CLAUDIO MELIOLI
Assegnista di ricerca
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
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Insegnamento: Nuove Tecnologie Fotovoltaiche
Ingegneria gestionale (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze di base della fisica dei semiconduttori e delle celle fotovoltaiche di prima, seconda e terza generazione.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Al termine del corso lo studente sarà in gradi di comprendere i meccanismi fondamentali che determinano le prestazione di una cella fotovoltaiche e delle strategie che possono essere adottate per migliorare la prestazione di tali sistemi.
Autonomia di giudizio:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di riconoscere in modo autonomo le strategie da adottare per migliorare le prestazioni dei sistemi fotovoltaici.
Abilità comunicative:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di relazionare oralmente o in modo scritto gli argomenti presentati nel corso.
Capacità di apprendimento:
Lo studio permetterà lo sviluppo di abilità di apprendimento autonomo e di approfondimento di argomenti collaterali a quelli presentati nel corso.
Prerequisiti
Si suggerisce di aver seguito i corsi di matematica e di Fisica di base.
Programma del corso
-Accenni di Fisica dello Stato Solido: Teorema di Bloch, bande elettroniche, effetti di confinamento quantistico e barriere di potenziale, trasporto elettronico nei semiconduttori, giunzione p-n.
- Principi di funzionamento delle celle solari a giunzione singola. Meccanismi di separazione buca-elettrone e processi di trasporto di carica. Studio dei meccanismi di perdita d’energia e limite di Shockley–Queisser. Ruolo dei difetti.
-Celle multigiunzione ad alta efficienza. Principi di funzionamento. Celle solari tandem a-Si/a-SiGe e a-Si/a-SiGe/a-SiGe. Celle a multigiunzione nanostrutturate o celle solari a quantum dots. Processi di moltiplicazione di carica e formazione di stati multi-eccitonici. Esempi.
- Celle di Grätzel o celle fotoelettrochimiche. Stato dell’arte e attività di ricerca. Principi di funzionamento. Studio del ruolo giocato dall’elettrolita e studio dei meccanismi di trasferimento di carica. Curve caratteristiche volt-amperometriche delle celle di Grätzel.
-Celle polimeriche. Principi di funzionamento e rendimento. Stato attuale e prospettive future.
Metodi didattici
54 ore di lezioni frontali ed esercitazioni.
Modalità per studenti lavoratori: gli studenti lavoratori che non possono frequentare le lezioni devono comunicarlo al docente per ricevere le indicazioni specifiche sugli argomenti da studiare sui libri di testo consigliati e il materiale didattico.
Orario di ricevimento: su appuntamento concordato via e-mail col docente.
Testi di riferimento
Verranno forniti testi di riferimento durante lo svolgimento del corso.
Verifica dell'apprendimento
Esame orale
Risultati attesi
Tramite le lezioni in aula e il materiale didattico fornito attraverso le dispense lo studente avrà le conoscenze di base della fisica dei semiconduttori e delle celle fotovoltaiche di prima, seconda e terza generazione.
In particolare:
Conoscenza e capacità di comprensione:
Lo studente avrà la conoscenze di base della fisica dei semiconduttori e delle celle fotovoltaiche di prima, seconda e terza generazione e l’abilità di comprenderne il funzionamento.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
lo studente avrà sviluppato la capacità di comprendere e analizzare i meccanismi fondamentali che determinano le prestazione di una cella fotovoltaiche e delle strategie che possono essere adottate per migliorare la prestazione di tali sistemi.
Autonomia di giudizio:
Lo studente avrà sviluppato la capacità di riconoscere in modo autonomo le strategie da adottare per migliorare le prestazioni dei sistemi fotovoltaici.
Abilità comunicative:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di relazionare oralmente o in modo scritto gli argomenti presentati nel corso.
Capacità di apprendimento:
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato la capacità di approfondire in modo autonomo alcuni aspetti collaterali degli argomenti proposti nel corso.