Innovazione

I progressi del fotovoltaico

Nuovo record di efficienza per le celle in silicio nero: 22%. È questa la ricerca che apre la strada all'applicazione del fotovoltaico su larga scala?

Un lavoro condotto dall'Università di Aalto (Finlandia) e dal Politecnico della Catalogna (Spagna) ha permesso di ottenere un significativo progresso nel rendimento delle celle fotovoltaiche in silicio nero, che ora possono vantare rendimenti del 22%, quattro punti in più dei precedenti risultati e un paio in più dei rendimenti più alti delle migliori celle fotovoltaiche in commercio.

Silicio nero. Di questo materiale si parla dalla fine degli anni '90, e i primi risultati sono arrivati qualche anno dopo. La cella in silicio nero è un wafer di silicio annerito attraverso un processo che prevede il bombardamento con un fascio laser e il trattamento con un composto gassoso, l'esafluoruro di zolfo. Il metodo produce una riorganizzazione nanostrutturale della superficie che esalta le proprietà fotosensibili del materiale.

La novità. Nonostante le potenzialità, finora la resa del silicio nero si era sempre assestata su livelli modesti o comunque inferiore al rendimento delle migliori celle solari commerciali (attorno al 20%). La novità del lavoro (riportato in dettaglio su Nature Nanotechnology) consiste nell'applicazione di una sottile pellicola passivante sulle celle (rallenta la reazione di corrosione dei materiali metallici) e nell'integrazione dell'elettronica sul wafer.

Fotovoltaico per tutte le stagioni. Il coordinatore dello studio, Hele Savin, ha sottolineato che le celle in silicio nero sono in grado di catturare le radiazioni solari con angoli di incidenza molto bassi: questa caratteristica, propria della nanostruttura superficiale, le rende efficienti anche durante il periodo invernale, quando i raggi del Sole colpiscono il suolo con un angolo radente.

Il prossimo passo. Le ricerche proseguiranno ora con il progetto BLACK, supportato dall'Unione Europea. Dato che le celle testate da Savin e colleghi sono grandi circa 9 centimetri quadrati, si cercherà ora di sviluppare il dispositivo in moduli fotovoltaici con la medesima resa.

26 maggio 2015 Davide Decaroli
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