L’industria solare conoscerà una crescita record nei prossimi anni, grazie al boom del fovoltaico nelle economie emergenti e alla forte spinta sulle fonti rinnovabili dei Paesi industrializzati, intenzionati a ridurre le emissioni di gas serra.

Per sostenere questa crescita a livello globale è essenziale trovare nuovi materiali più flessibili ed economici per la produzione delle celle solari. Al momento infatti si impiega il silicio, una materia prima costosa che va usata allo stato puro.

I ricercatori della University of Wisconsin-Madison pensano di aver individuato la soluzione, sostituendo al silicio la pirite. Questo minerale, presente in abbondanza in natura, è infatti decisamente più economico e potrebbe ridurre notevolmente il costo finale di un impianto fotovoltaico. Il problema principale dei film fotovoltaici in pirite è che hanno un’efficienza di conversione molto bassa. Gli scienziati finalmente hanno trovato un modo per migliorarne il rendimento.

Oggi i film fotovoltaici in silicio sono spessi e necessitano di materie prime pure, il che rende il processo di produzione costoso e ad alto consumo energetico. Un film in pirite di ferro e zolfo, invece, potrebbe essere 1000 volte più sottile e assorbire in modo altrettanto efficiente la luce solare.

All’interno della struttura cristallina della pirite, alcuni difetti, intrinseci alle proprietà del materiale, riducono l’efficienza delle celle solari. Ora che i ricercatori conoscono la ragione dell’inefficienza dei film fotovoltaici in pirite possono studiare soluzioni per aggirare il problema e poter finalmente produrre celle fotovoltaiche a basso costo. Come illustra uno degli autori, il professor Song Jin:

L’efficienza di una cella solare fotovoltaica può essere giudicata sulla base di tre parametri e le celle solari in pirite sono quasi totalmente carenti in uno di questi: la tensione. Senza una tensione, una cellula non può generare alcuna potenza. Tuttavia, sulla base dei parametri essenziali del materiale, la pirite di ferro potrebbe essere un’ottima materia prima per l’industria solare.

I risultati dettagliati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista specializzata Journal of the American Chemical Society.

20 novembre 2014
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