La SunShot Initiative avviata dal dipartimento dell’energia americano per sviluppare nuove tecnologie solari più efficienti e competitive sta dando i suoi frutti. Una ricerca condotta dall’Oak Ridge National Laboratory e finanziata dal programma governativo ha spinto le celle solari al tellururo di cadmio sempre più vicine al loro limite di efficienza teorico.

I ricercatori, coordinati da Jonathan Poplawsky del Center for Nanophase Materials Sciences, hanno utilizzato tecniche avanzate di microscopia per analizzare i livelli di efficienza di strutture cristalline composte da varie combinazioni di cadmio, tellururo e selenio.

La ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica Nature Communications, ha scoperto che l’integrazione del selenio nella formula consente di ottenere livelli di efficienza record. Alcune delle attuali celle solari utilizzano una combinazione di cadmio e tellururo per convertire la luce in elettricità. Gli scienziati americani hanno appurato che aggiungere una quantità specifica di selenio in determinati punti può incrementare l’efficienza della tecnologia dall’attuale 22% al 30-33%.

Per ottenere celle solari con un livello così alto di efficienza è fondamentale inserire la giusta quantità di selenio nella formula. Come illustra Poplawsky:

Aggiungere troppo selenio può modificare la struttura cristallina del tellururo di cadmio e ridurre enormemente l’efficienza della conversione.

Anche una percentuale troppo bassa di selenio non garantiva celle solari performanti. I ricercatori utilizzando diverse tecniche di microscopia sono riusciti a comprendere cosa avviene in ogni fase del processo di conversione e l’esatta composizione delle strutture cristalline, scoprendo come migliorare l’efficienza delle celle solari al tellururo di cadmio.

La formula ottimale è composta da un 50% di cadmio, da un 25% di tellururo e da un 25% di selenio. Il selenio incide sulla formazione dei cristalli all’interno della cella solare, determinandone la struttura. Queste informazioni potranno essere utilizzate dall’industria solare per migliorare l’efficienza delle celle fotovoltaiche aggiungendo selenio alla formula.

Rispetto al fotovoltaico al silicio questa tecnologia è più economica e competitiva perché riesce ad assorbire la stessa quantità di luce con il 98% in meno di materiali semiconduttori.

4 agosto 2016
In questa pagina si parla di:
Fonte:
Immagini:
Lascia un commento