La cella solare più efficiente al mondo: come funziona?

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22/05/2022

Il progresso tecnologico nel campo delle energie rinnovabili sta prendendo sempre più piede vista la situazione di instabilità energetica che stiamo vivendo ora. Andiamo a scoprire l’ultima novità per il fotovoltaico, la cella in grado di convertire la luce solare in energia per il 39,5%

Cella, Solare

Sono i ricercatori della National Renewable Energy Laboratory negli Stati Uniti ad aver creato una cella fotovoltaica a tripla giunzione in grado di convertire in elettricità una buonissima quantità di luce in condizioni standard.

La cella solare più efficiente del mondo

Sole,

La tecnologia è basata sui pozzi quantici e sfiora dei livelli di conversione energetica mai raggiunti. In particolare è stata messa a punto una cellula fotovoltaica che sarebbe in grado di trasformare in elettricità il 39,5% della luce incidente. Il segreto della nuova tecnologia risiede nei materiali che vengono utilizzati e il modello a tripla giunzione che prevede l’utilizzo di tre semiconduttori che migliorano il sistema.

Il nuovo lavoro del NREL si dimostra efficiente al massimo dal punto di vista energetico e conveniente proprio grazie al fatto che è stato possibile ridurre i costi dei componenti. Ovviamente i materiali utilizzati per il modello a tripla giunzione sono ancora troppo cari per una produzione di scala, infatti ad oggi questa tecnologia è utilizzata maggiormente nel settore aereospaziale.

I ricercatori non contenti dei risultati stanno ulteriormente lavorando per ridurre le spese di produzione e quindi creare la possibilità di utilizzare la tecnologia su larga scala fornendo dei modelli alternativi per applicazioni energetiche più ampie.

Cella solare: i materiali impiegati

Celle, Solari

I materiali utilizzati per la nuova cella solare sono il fosfuro di gallio (GaInp), l’arseniuro di gallio (GaAs) e l’arseniuro di indio di gallio. Ogni componente è fondamentale per la realizzazione della cella solare e in futuro potrebbero essere impiegati in combinazione con altri materiali meno costosi.

Ryan France, uno dei ricercatori sottolinea :

Il GaAs è un materiale eccellente e generalmente utilizzato nelle celle multigiunzione III-V, ma non ha il gap di banda corretto per una cella a tre giunzioni. Il che significa che l’equilibrio delle fotocorrenti tra le tre celle non è ottimale.

Il team ha inserito dei pozzi quantici che confinano gli elettroni ad alti livelli di energia, in questo modo hanno potuto estendere il bandgap del GaAs e aumentare la quantità di luce assorbita.

Prosegue France:

Qui, abbiamo modificato il bandgap mantenendo un’eccellente qualità del materiale utilizzando pozzi quantistici, che abilitano questo dispositivo e potenzialmente altre applicazioni.