Per ridurre ulteriormente i costi del fotovoltaico occorre ideare nuove tecnologie efficienti ed economiche, in grado di sfruttare uno spettro più ampio della luce solare. Un’équipe di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology ha compiuto enormi progressi in questa direzione sviluppando una cella solare tandem, che potrebbe raggiungere il 35% di efficienza superando il potenziale produttivo delle tecnologie attuali.

La nuova cella solare è composta da due strati di materiali diversi, capaci di assorbire una grande quantità di luce solare. Il primo strato della cella fotovoltaica è composto da silicio. Il secondo, semitrasparente, è invece composto da perovskite, uno dei materiali più promettenti esplorati negli ultimi anni dalla ricerca solare.

I ricercatori avevano già sviluppato una cella solare composta da due strati, uno in silicio e uno in perovskite, ma entrambe mantenevano un circuito elettrico distinto. Questa nuova tecnologia necessita invece di un solo circuito di controllo. Jonathan Mailoa, uno degli autori dello studio, illustra i vantaggi della nuova cella solare tandem:

I due diversi strati consentono di assorbire porzioni differenti della luce solare. Questa tecnologia è molto semplice perché sia nell’aspetto che nel funzionamento si comporta come una cella al silicio tradizionale.

La cella fotovoltaica può essere prodotta e installata con un procedimento molto semplice. I risultati dei primi test in laboratorio sono stati incoraggianti. La nuova cella solare ha infatti raggiunto un’efficienza del 13,7%.

I ricercatori si dicono molto fiduciosi e pensano di riuscire a incrementarne ulteriormente l’efficienza, fino a raggiungere il 30%, con un metodo poco costoso che sarebbe già stato individuato. Gli scienziati spiegano che l’efficienza di queste celle solari in futuro potrebbe addirittura raggiungere il 35%. Si tratterebbe di un notevole progresso rispetto alle celle convenzionali basate solo sul silicio.

Inoltre la tecnologia potrà essere prodotta usando metodi molto simili a quelli impiegati oggi dall’industria solare per realizzare celle fotovoltaiche al silicio. Gli scienziati ora stanno cercando di risolvere un aspetto critico della perovskite che potrebbe compromettere la resistenza della cella solare agli agenti atmosferici.

La perovskite tende a degradarsi rapidamente quando viene esposta all’aria aperta. I ricercatori pensano di arginare il problema modificando la struttura del materiale per renderlo più resistente. In alternativa si potrebbe creare una sorta di capsula intorno allo strato di perovskite, capace di proteggere la cella solare dalla corrosione e dal deterioramento.

L’équipe del MIT dovrà però ideare una soluzione che non influisca sulle prestazioni della cella solare e non faccia lievitare i costi di produzione. I risultati della sperimentazione sono stati pubblicati sulla rivista specializzata Applied Physics Letters.

25 marzo 2015
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