• Articolo , 15 aprile 2010
  • Dagli UV agli infrarossi, la nuova promessa fotovoltaica del Giappone

  • Un gruppo di ricerca nipponico ha messo a punto un prototipo di cella solare a singola giunzione in grado di generare elettricità da un’ampia fascia di lunghezza d’onda della luce comprendendo gli ultravioletti, spettro visibile e luce infrarossa

(Rinnovabili.it) – Non solo sfrutterà lo spettro visibile ma anche la luce ultravioletta e i raggi infrarossi: la nuova cella fotovoltaica creata da alcuni ricercatori del Kyoto Institute of Technology promette di non lasciarsi sfuggire la finestra ottica così come le frequenze immediatamente al di fuori dello spettro percettibile dall’occhio umano senza ricorrere all’ascamotage di più strati di semiconnduttori.
Il lavoro è ancora nella fase iniziale ma la speranza su cui si basa è che possa portare in futuro prossimo a dispositivi a singola giunzione con un’efficienza di conversione maggiore rispetto a quelli a giunzione multipla.
La cella fotovoltaica è stata realizzata con l’aggiunta di “metalli di transizione di orbitali 3d”, tra cui il Manganese (Mn), a semiconduttori compositi trasparenti con un’ampia banda proibita o band gap (un insieme di livelli energetici non consentiti) come nel caso del nitruro di gallio (GaN).
Il drogaggio con metalli di trasizione determina un’apertura del coefficiente di assorbimento del GaN – che normalmente dimostra una bandgap di circa 3.4eV – ad una lunghezza d’onda molto maggiore. Nell’ultimo prototipo realizzato è stato aggiunto, non Mn, bensì Cobalto dimostratosi particolarmente rispondente nel tentativo di ridurre i livelli di gapband. Attualmente, spiega il team, l’efficienza di conversione è bassa (di poco superiore a 0,01%) ma la sua tensione di circuito aperto (Voc), ossia la tensione massima prodotta da un dispositivo fotovoltaico misurabile quando non c’è carico applicato, raggiunge i 2V, lo stesso di una cella ad unica giunzione ma dotata di una banda proibitiva molto ampia e quindi in grado di convertire in elettricità solo brevi lunghezze d’onda della luce visibile.