Per rendere il fotovoltaico competitivo sul mercato è essenziale ridurre i costi delle materie prime utilizzate per le celle solari, primi tra tutti quelli del silicio. Un modo semplice per riuscirci è creare celle solari ugualmente efficienti di quelle disponibili oggi ma che richiedano meno silicio nel processo produttivo.

A cimentarsi in questa impresa sono i ricercatori della Norwegian University of Science and Technology. L’équipe di fisici, coordinata dalla professoressa Ursula Gibson del Dipartimento di Fisica della NTNU, è riuscita a creare celle fotovoltaiche più economiche capaci di alte rese e realizzabili con quantità maggiori di silicio impuro rispetto agli standard attuali.

Poter impiegare silicio con un tasso maggiore di impurità equivale ad aver bisogno di meno silicio puro, una materia prima costosa che incide notevolmente sul prezzo finale dei pannelli solari. Come illustrano gli autori della ricerca:

Il nostro processo produttivo usa materie prime costose in quantità ridotte, richiede meno passaggi e dunque ha consumi energetici complessivi inferiori.

Nello specifico, questa nuova tecnica di lavorazione consente di fabbricare celle solari con un silicio 1000 volte meno puro di quello richiesto dagli standard industriali attuali. I ricercatori hanno inserito il nucleo di silicio in un tubo di vetro con un diametro di circa 30 mm. Esponendo il tubo al calore, il silicio si scioglie e ammorbidisce il vetro.

Il processo di riscaldamento ed espansione delle fibre rende le celle fino a 100 volte più sottili. Grazie a questo metodo produttivo non è più necessario impiegare silicio puro, materia prima ricavata da un processo lungo e dispendioso. Come spiega la professoressa Gibson:

Si può impiegare un silicio anche molto impuro e purificarlo durante il processo di fusione e risolidificazione delle fibre. Questo significa risparmiare energia e tagliare diverse fasi del processo produttivo.

Secondo le stime produrre celle solari con questo metodo richiederà un 1/3 dell’energia necessaria con le tecniche attuali. I ricercatori lavorano ora sul miglioramento dell’efficienza delle celle solari prodotte con il silicio impuro. Il prototipo raggiunge infatti appena il 3,6% mentre le celle sul mercato arrivano al 18%.

23 ottobre 2014
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