• concentratori solari luminescenti

Il presente lavoro di tesi si è svolto nell’ambito di un progetto relativo alla preparazione di concentratori solari luminescenti (LSC) a partire da matrici polimeriche di polimetilmetacrilato (PMMA). Il lavoro riguarda la fabbricazione e caratterizzazione di due principali tipologie di concentratori solari luminescenti, a lastra ed a film sottile, e la loro successiva ottimizzazione in termini di efficienza ottica. I concentratori sono stati preparati mantenendo invariate geometria e tipologia di matrice mentre sono stati utilizzati due coloranti commerciali: rodamina B e N,N'-bis(2,6-diisopropilfenile)-1,6,7,12-tetrfenossiperilene-3,4:9,10-tetracarbossidiimmide (BASF Lumogen red f 305). I coloranti sono stati opportunamente dispersi all'interno della matrice di PMMA attraverso procedure di film casting oppure disciolti all'interno del monomero durante il processo di polimerizzazione all'interno di uno stampo realizzato nel laboratorio di tirocinio.
Le lastre di PMMA contenenti i fluorofori sono state inoltre caratterizzate secondo le comuni tecniche di indagine per i materiali polimerici, al fine di determinarne parametri come il peso molecolare , livello di conversione raggiunto durante il procedimento di reazione, la temperatura di transizione vetrosa e la temperatura di degradazione. L'efficienza ottica di concentrazione, di entrambe le tipologie di dispositivo, è stata determinata mediante l'ausilio di opportuni set di fotodiodi e di una cella fotovoltaica a base di silicio cristallino mediante set-up sperimentali messi a punto durante il presente lavoro di tirocinio.
Sono stati confrontati i dati di efficienza ottica ottenuti per le due metodologie di fabbricazione: in particolare, un concentratore solare a lastra fornisce valori di efficienza di concentrazione più elevate rispetto ad un concentratore solare a film sottile, a parità di quantità di colorante utilizzata. Tuttavia, su scala di laboratorio, la produzione di un concentratore a lastra risulta molto laboriosa e richiede tempi maggiori e controllo di processo, rispetto alla realizzazione di concentratori solari a film sottile. Ad esempio è stato dimostrato che lastre polimeriche contenenti percentuali residue di monomero, troppo elevate ( maggiori del 2% ), risultano avere efficienza ottica ridotta, a causa di una matrice finale non perfettamente trasparente. Dei due coloranti utilizzati, il Lumogen red f 305 si è dimostrato il fluoroforo con maggiori prestazioni in termini di efficienza quantica, grado di dispersione e stabilità nel tempo.