• Articolo , 7 novembre 2008
  • Fotovoltaico: sulla strada della “perfezione”

  • Una cella solare capace di assorbire ogni singolo fotone incidente a prescindere dall’angolo con cui la luce colpisce la superficie e dalla lunghezza d’onda: sogno dell’industria di settore e realtà sperimentabile per un ateneo statunitense

*LE TECNONEWS DELLA SETTIMANA* – I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute hanno scoperto e dimostrato un metodo innovativo per superare due dei maggiori ostacoli con cui, ancora oggi, si deve scontrare la tecnologia solare. Attraverso la creazione di uno strato antiriflesso in grado di aumentare la quantità di luce catturata da moduli fotovoltaici ed assorbire così l’intero spettro luminoso da quasi ogni angolo di incidenza, il team di scienziati ha permesso al mondo scientifico ed industriale di avvicinarsi ancor più alla realizzazione di celle ad alta efficienza e bassi costi. “Per ottenere il massimo dell’efficienza nella conversione dell’energia solare in elettricità, si ha bisogno che la cella fotovoltaica riesca ad assorbire quasi ogni singolo fotone della luce, indifferentemente dalla posizione del sole nel cielo” spiega Shawn-Yu Lin, professore di fisica alla Rensselaer e membro della Future Chips Constellation che guida il progetto. “Il nostro nuovo rivestimento antiriflesso lo rende possibile”. La maggior parte delle superfici e dei rivestimenti sono progettati per assorbire e trasmetterei raggi solari a partire da uno specifico range di angoli di incidenza. Ciò avviene anche nel fotovoltaico industriale, i cui moduli sono automatizzati per muoversi lentamente durante il giorno e rimanere perfettamente allineati con il sole, assicurando così la posizione relativa al massimo angolo di incidenza. Il compromesso per questo aumento d’efficienza è, tuttavia, un certo quantitativo di energia necessario ad alimentare i sistemi automatici di orientamento, oltre ai costi aggiuntivi per la loro istallazione e manutenzione. “All’inizio del progetto ci siamo chiesti: è possibile creare una singola struttura antiriflettente che funzioni da ogni angolo di incidenza?” La risposta ancora una volta è stata trovata nella nano-ingegneria. Poiché i tipici rivestimenti antiriflesso sono calibrati su d’una particolare lunghezza d’onda, il professor Lin ha unito fra loro sette strati, in modo tale che ogni livello migliori la proprietà antiriflesso dello strato sottostante, contribuendo inoltre a “piegare” il flusso di luce. I sette strati, ciascuno con un’altezza compresa tra i 50 e i 100 nm, sono costituiti da “nano barre” in diossido di silicio e diossido di titanio depositati obliquamente su di uno substrato di silicio tramite deposizione da vapore chimico (VCD). I risultati sono stati entusiasmanti. Comunemente una cella non trattata assorbe il 67,4% della luce incidente, riflettendo dunque un terzo dei raggi solari, e da un punto di vista economico questa perdita di potenziale incide non poco sulla diffusione del fotovoltaico. Il rivestimento messo a punto nei laboratori del Rensselaer ha dimostrato di aumentare la percentuale di assorbimento al 96,21%, riducendo la riflettività della cella al solo 3,79%. Questo enorme guadagno in termini di assorbimento si è dimostrato coerente in tutto l’intero spettro della luce solare, dagli UV ai raggi infrarossi e, cosa ancor più fondamentale, consente, di non tenere conto della posizione del sole dal momento che la luce viene catturata quasi completamente. Secondo i ricercatori il nuovo rivestimento può essere apposto su quasi tutti i materiali fotovoltaici utilizzati nelle celle solari, comprese le classi III-V multi-giunzione e il telluluro di cadmio. I risultati del progetto sono stati riportati nell’articolo “Realization of a Near Perfect Antireflection Coating for Silicon Solar Energy” pubblicato questa settimana dalla rivista Optics Letters.

*_Le altre tecnonews_*

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