• Articolo , 22 giugno 2010
  • Fotovoltaico super efficiente, la parola d’ordine è “quantum dot”

  • Si chiamano ‘celle ad elettroni caldi’ e fino a ieri erano solo teoria. Un gruppo di chimici statunitensi ora accorcia il percorso verso l’attuazione pratica di quello che è stato definito il fotovoltaico di terza generazione

(Rinnovabili.it) – Aumentare l’efficienza delle celle solari dal limite attuale del 30% ad oltre il 60%. E’ quanto suggerisce una nuova ricerca condotta dai chimici dell’Università del Texas. Al centro dell’indagine i *quantum dots*, ossia nano cristalli costruiti da materiale semiconduttore, con una certa banda proibita, incluso all’interno di un altro semiconduttore con banda proibita più grande. “La massima efficienza della cella solare in silicio ad oggi in uso – spiega lo scienziato Xiaoyang Zhu a capo della ricerca – è di circa il 31 per cento. Questo perché gran parte dell’energia dei raggi solari che colpisce una cella è troppo alta per essere trasformata in elettricità utilizzabile”.
Questa energia, nota anche come _Hot electrons_ (elettroni caldi) viene solitamente dispersa sotto forma di calore. L’obiettivo per i chimici texani è stato dunque quello di studiare un design in grado di catturare questi elettroni caldi, rallentandone la velocità di raffreddamento. I nanocristalli in seleniuro di piombo in soluzione colloidale rispondono perfettamente a questo compito e il team universitario ha scoperto di poter estrarre gli elettroni trasferendoli dai quantum dots fotoeccitati ad un conduttore in biossido di titanio. In altre parole ciò permette di catturare e trasferire rapidamente gli _hot electrones_ prima che perdano tutta la loro energia.
Come ha tenuto a ricordare anche Zhu nonostante si tratti ancora solo di una tappa scientifica è la viva dimostrazione della possibilità di ottenere ciò che nella teoria è chiamato “hot carrier solar cell”, (celle a elettroni caldi) vale a dire un fotovoltaico di terza generazione in grado di ridurre le perdite di calore nell’assorbimento addirittura fino al 66%.