Energia termofotovoltaica: l’ultimo record di efficienza
Grazie ad una nuova architettura in grado di ridurre le perdite di energia, alcuni scienziati dell’Università di Houston promettono di portare l’efficienza della tecnologia solare termofotovoltaica fino al limite termodinamico. Andiamo a scoprire di cosa si tratta e per quale motivo questa tecnologia potrebbe essere importante per il futuro.
Termofotovoltaico: cosa è?
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Convertendo i raggi solari incidenti in un’emissione a banda abbinata alla risposta spettrale della cella fotovoltaica, l’STPV ha avuto da sempre il potenziale di superare il limite di Shockley-Quisser per l’efficienza fotovoltaica, ossia il 33% sotto la luce di un sole. Per la precisione per molto tempo, il limite di efficienza termodinamica del solare termofotovoltaico è stato considerato quello del corpo nero (85,4%), ma oggi c’è chi sostiene che questa tecnologia possa puntare molto oltre, superano addirittura il 90%.
Il progetto sul termofotovoltaico
Sulla rivista Physical Review Applied, il professore Bo Zhao e la ricercatrice Sina Jafari Ghalekohneh spiegano come è stato possibile raggiungere un’efficienza di questo tipo. Gli scienziati hanno realizzato una nuova architettura per lo strato intermedio dell’STPV in grado di aprire le porte ad importanti miglioramenti.
Zhao afferma:
“In questo lavoro, mostriamo che il gap di efficienza è causato dall’inevitabile retro-emissione dello strato intermedio verso il sole, risultante dalla reciprocità del sistema. Proponiamo sistemi STPV non reciproci che utilizzano uno strato intermedio con proprietà radiative non reciproche”
“Un tale strato può sostanzialmente sopprimere la sua emissione posteriore al sole e incanalare un flusso di fotoni più grande verso la cella. Dimostriamo che con tale miglioramento, il solare termofotovoltaico non reciproco può raggiungere il limite di Landsberg e i sistemi pratici di STPV con cella fv a giunzione singola possono anche sperimentare un significativo aumento dell’efficienza”.
Oltre a una maggiore efficienza, questa tecnologia promette compattezza e dispacciabilità: se accoppiata ad un’unità di accumulo termico potrebbero generare elettricità 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
