Per aumentare l’efficienza delle celle solari e ridurre i costi del fotovoltaico occorre scovare nuovi materiali capaci di assorbire una quantità maggiore di luce. Un’équipe di ricercatori dell’Università del Lussemburgo sta compiendo enormi progressi in questa direzione, grazie alla collaborazione siglata con la compagnia elettrica giapponese TDK.

Gli scienziati hanno messo a punto un nuovo film ossido conduttivo con una trasparenza maggiore nella regione dello spettro infrarosso. Gli esperimenti effettuati in precedenza comportavano un processo in più passaggi per la realizzazione del film fotovoltaico. Inoltre il materiale non era molto stabile una volta entrato a contatto con l’aria. Il nuovo componente sviluppato dai ricercatori europei e giapponesi ha invece mostrato una grande resistenza, anche dopo essere stato esposto all’esterno per un anno e mezzo. La conduttività non ha subito decrementi.

La professoressa Susanne Siebentritt, a capo del laboratorio di ricerca sul fotovoltaico dell’Università del Lussemburgo, ha spiegato che questa scoperta potrebbe avere implicazioni importanti sia nel campo delle celle solari che in altre tecnologie. Gli ossidi conduttivi trasparenti sono infatti usati anche nei LED, nei touch screen e nei fotodetettori. Questi materiali combinano le proprietà conduttive dei metalli, attualmente i migliori conduttori esistenti, a quelle degli ossidi, materiali solitamente trasparenti, ma non conduttivi come il vetro.

Il film di rivestimento delle celle solari deve essere sia conduttivo, perché costituisce l’elettrodo superiore, che trasparente, per permettere alla luce di filtrare e raggiungere l’area in cui viene generata l’energia. Per rendere il film conduttivo solitamente vengono aggiunte delle impurità agli ossidi. Grazie all’alluminio nell’ossido di zinco vengono sprigionati degli elettroni liberi che assorbono i raggi infrarossi, riducendo la quantità di luce assorbita dalla cella solare.

I ricercatori hanno modificato questo processo, impiegando un gas-plasma per rendere più conduttivo l’ossido di zinco puro. Grazie a questo metodo, nella struttura circola un numero inferiore di elettroni. Gli elettroni, anche se inferiori numericamente, sono però più veloci.

In questo modo la conduttività è simile a quella ottenuta aggiungendo impurità metalliche agli ossidi, ma il film è maggiormente trasparente e riesce ad assorbire una quantità maggiore di radiazione infrarossa, rendendo le celle solari più produttive.

26 febbraio 2015
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