Fotovoltaico super efficiente? Tutta questione di design

Un nuovo modello progettuale, battezzato “rectangular onion”, è in grado di fornire alle celle in film sottile buone prestazioni d’assorbimento con meno della metà del materiale

Fotovoltaico super efficiente? Tutta questione di design

(Rinnovabili.it) – Buone nuove nel campo del fotovoltaico. I ricercatori della North Carolina State University hanno sviluppato un design “superassorbente” in grado di migliorare significativamente l’efficienza di cattura della luce da parte delle celle solari a film sottile, abbattendo nel contempo i costi di produzione. Gli scienziati sono infatti conviti che il pattern progettuale possa diminuire lo spessore dei materiali semiconduttori utilizzati nel fotovoltaico in thin film di oltre un ordine di grandezza, senza compromettere in nessun modo la capacità di assorbimento dei raggi solari. “Lo stato dell’arte del film sottile richiede uno strato di silicio amorfo di circa 100 nm di spessore per poter catturare la maggior parte dell’energia solare disponibile”, spiega il Dott. Linyou Cao, uno degli autori del progetto. “La struttura che stiamo proponendo è in grado di assorbire il 90% dell’energia solare, utilizzando solo 10 nm di silicio amorfo.

 

E lo stesso vale anche per altri materiali, spiega il ricercatore. “Ad esempio, normalmente sarebbe necessario uno strato di tellururo di cadmio di un µm di spessore per assorbire l’energia solare, ma con il nostro progetto è possibile ottenere gli stessi risultati con soli 50 nanometri”. Osservandolo nella sezione trasversale, il nuovo design si presenta come una cipolla rettangolare: il materiale semiconduttore, che assorbe la luce, riveste un nucleo rettangolare e a sua volta  è ricoperto da tre strati di anti-riflettenti. “Una diminuzione dello spessore dei materiali semiconduttori comporterebbe un sostanziale miglioramento della produttività di fabbricazione e una riduzione dei costi” perché le celle userebbero meno materiale e il film sottile potrebbe essere depositato in modo più rapido. La struttura superassorbente è progettata per essere facilmente prodotta con tecniche di deposizione di film sottili e nanolitografia, rivela Cao, “e siamo ora alla ricerca di partner per produrre e testare questo nuovo modello”.