Simulazione numerica di celle solari Metal Wrap Through (MWT) con passivazione dell'interfaccia di base e contatti puntuali

L'energia solare rientra nel gruppo delle energie rinnovabili, ovvero che provengono da una fonte il cui utilizzo attuale non ne pregiudica la disponibilità nel futuro. L'energia solare ha molti vantaggi, poiché è inesauribile ed è una risorsa d'immediata disponibilità perché giunge attraverso i raggi del sole. La conversione fotovoltaica sfrutta il meccanismo di generazione di carica elettrica prodotto dall'interazione della radiazione luminosa su di un materiale semiconduttore. La necessità di creare energia riducendo al minimo l'impatto ambientale ed il contemporaneo aumento del prezzo di fonti fossili come ad esempio il petrolio ed il carbone (senza trascurare il fatto che le riserve di essi sono, di fatto, esauribili) ha portato un aumento considerevole della produzione di energia elettrica tramite conversione fotovoltaica. Allo stato attuale dell'economia e dei mercati, sebbene il settore fotovoltaico sia in forte crescita, non è esente da un parametro che ne descrive le caratteristiche economiche ed energetiche, il cosiddetto rapporto costo/efficienza. Per efficienza, si intende la quantità di energia elettrica prodotta rispetto alla potenza solare incidente per irraggiamento, mentre per costo si intende quello sostenuto per la costruzione della cella. Ridurre il rapporto costo/efficienza equivale a cercare di ottenere un'efficienza maggiore mantenendo inalterati i costi, oppure raggiungere una medio-alta efficienza ma ridurre in maniera significativa la spesa di fabbricazione. Quindi, nasce la necessità di studiare e sviluppare tecnologie di celle solari all'avanguardia, che adottino accorgimenti tecnologici tali per cui, a parità di efficienza di conversione, il costo di produzione della cella sia il più basso possibile. L'efficienza dei dispositivi fotovoltaici è limitata da perdite ottiche, di ricombinazione di carica e da resistenze parassite che dipendono da diversi fattori, tra i quali, le proprietà ottiche e di trasporto di carica dei materiali, l'architettura della cella e la capacità di intrappolare la luce da parte del dispositivo. Per diminuire il costo della cella, la tecnologia fotovoltaica ha cercato di ridurre il volume di materiale utilizzato (in genere semiconduttore), dal momento in cui si ritiene che il 40% del costo di una cella solare sia rappresentato dal materiale. Il trend che questo approccio comporta è quello di spingersi sempre di più verso spessori sottili, come riportato dalla International Technology Roadmap for Photovoltaic, oppure ridurre il costo della materia prima o del processo. Tra le architetture avanzate di fabbricazione si analizzano le Passivated Emitter and Rear Cell-PERC e le Metal Wrap Through-MWT Cell, e si studia, attraverso simulazioni numeriche TCAD, come parametri geometrici e di drogaggio vadano ad influenzare le cosiddette figure di merito di una cella solare.

Investigating strategies and indicators for sustainable campus: Comparison and synergies between University of Bologna and Delft University of Technology

Sustainable development is one of the biggest challenges of the twenty fist-century. Various university has begun the debate about the content of this concept and the ways in which to integrate it into their policy, organization and activities. Universities have a special responsibility to take over a leading position by demonstrating best practices that sustain and educate a sustainable society. For that reason universities have the opportunity to create the culture of sustainability for today’s student, and to set their expectations for how the world should be. This thesis aim at analyzing how Delft University of Technology and University of Bologna face the challenge of becoming a sustainable campus. In this context, both universities have been studied and analyzed following the International Sustainable Campus Network (ISCN) methodology that provides a common framework to formalize commitments and goals at campus level. In particular this work has been aimed to highlight which key performance indicators are essential to reach sustainability as a consequence the following aspects has been taken into consideration: energy use, water use, solid waste and recycling, carbon emission. Subsequently, in order to provide a better understanding of the current state of sustainability on University of Bologna and Delft University of Technology, and potential strategies to achieve the stated objective, a SWOT Analysis has been undertaken. Strengths, weaknesses, opportunities and threats have been shown to understand how the two universities can implement a synergy to improve each other. In the direction of framing a “Sustainable SWOT” has been considered the model proposed by People and Planet, so it has been necessary to evaluate important matters as for instance policy, investment, management, education and engagement. Regarding this, it has been fundamental to involve the main sustainability coordinators of the two universities, this has been achieved through a brainstorming session. Partnerships are key to the achievement of sustainability. The creation of a bridge between two universities aims to join forces and to create a new generation of talent. As a result, people can become able to support universities in the exchange of information, ideas, and best practices for achieving sustainable campus operations and integrating sustainability in research and teaching. For this purpose the project "SUCCESS" has been presented, the project aims to create an interactive European campus network that can be considered a strategic key player for sustainable campus innovation in Europe. Specifically, the main key performance indicators have been analyzed and the importance they have for the two universities and their strategic impact have been highlighted. For this reason, a survey was conducted with people who play crucial roles for sustainability within the two universities and they were asked to evaluate the KPIs of the project. This assessment has been relevant because has represented the foundation to develop a strategy to create a true collaboration.