I LED e i pannelli solari potrebbero diventare più efficienti grazie a un nuovo processo produttivo dei semiconduttori che sfrutta la luce per eliminare i difetti del materiale e incrementarne le prestazioni. A sviluppare il metodo è stato il professor Mike Scarpulla, docente di scienze dei materiali e ingegneria presso l’università dello Utah, negli USA.

Scarpulla ha ideato una nuova teoria sulla fabbricazione dei semiconduttori insieme alla scienzata Kirstin Alberi del National Renewable Energy Laboratory di Golden, in Colorado. I due ricercatori si sono concentrati sul processo di fabbricazione dei semiconduttori perché si tratta di elementi fondamentali per le celle solari, i diodi e i chip dei computer. Gli scienziati americani hanno scoperto che utilizzando la luce per realizzare i semiconduttori si ottengono celle solari più efficienti e LED più luminosi.

Grazie a questa scoperta sarà possibile utilizzare materiali alternativi e più economici per la fabbricazione dei pannelli solari, il cui potenziale finora era rimasto bloccato. La teoria che spiega il ruolo della luce nella fabbricazione dei semiconduttori permetterà inoltre di comprendere i diversi risultati ottenuti con i vari processi produttivi, finora incomprensibili.

La teoria descritta sulla rivista Scientific Reports si applica a tutti i semiconduttori, ma in particolare ai semiconduttori realizzati combinando due elementi della tavola periodica, come l’arseniuro di gallio (GaAs), il tellururo di cadmio (CdTe) e il nitruro di gallio (GaN).

Questi semiconduttori sono più vulnerabili ai difetti proprio per via della combinazione di più elementi chimici. I difetti del materiale rendono difficile il controllo della conduttività e riducono l’efficienza delle celle solari.

I ricercatori finora attribuivano la formazione di questi difetti alle alte temperature e alla pressione esercitata nel processo produttivo. I ricercatori americani hanno scoperto che l’esposizione alla luce mentre il materiale è sottoposto ad alte temperature nelle fornaci genera elettroni e ne migliora la composizione. Queste scoperte verranno sfruttate per produrre film sottili al tellururo di cadmio e pannelli solari in silicio più efficienti.

17 giugno 2016
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