Il MIT progetta celle solari ad elevatissimo rendimento
Il maggiore problema delle celle solari odierne, è quello rappresentato da rendimenti ancora troppo bassi. In pratica una cella fotovoltaica in silicio non consente di trasformare in energia elettrica tutti i fotoni catturati, raggiungendo temperature troppo elevate che fanno perdere efficienza alla stessa. Se si pensa che il silicio converte solo un 20% circa dell'energia catturata, ne consegue che il resto va sprecato.
Proprio per questo motivo, i ricercatori di molte università sparse in ogni parte del mondo, ormai da tempo si adoperano per trovare materiali in grado di assicurare rendimenti più elevati. In particolare è la perovskite ad aver fatto registrare le migliori performances in assoluto negli ultimi anni. Si tratta di un ossido di calcio e titanio che trae il suo nome dallo scopritore, Lev Aleksevich von Perovski, la quale permette la fabbricazione di celle solari ibride con un rendimento intorno al 16%. Un livello giudicato molto promettente e tale da spingere molti addetti ai lavori a pronosticare la sua sostituzione al silicio nella terza generazione di celle fotovoltaiche. A patto di migliorare la stabilità di questo materiale, in modo da abbattere un paradigma secondo il quale sarebbe impossibile combinare lunga durata ed elevate efficienze.
Se in tanti predicono un futuro a base di perovskite, va però ricordato come il record mondiale di rendimento è però molto più elevato, ed è stato conseguito da una equipe franco-tedesca, che grazie ad un sistema di micro celle sovrapposte è riuscita a conseguire un livello di conversione del 44,7%. Un livello che ha surclassato peraltro quello intorno al 40% che era stato ottenuto proprio in Italia, grazie al lavoro portato avanti dal CNR, dall'Università di Ferrara e dalla Dichroic-Cell.
(Le celle fotovoltaiche in silicio consentono di convertire solo il 20% dell'energia solare catturata)
Tra coloro che si sono messi all'opera per cercare di dare una risposta al problema, c'è anche il Massachussets Institute of Technology (MIT), i cui ricercatori sono riusciti a trovare il sistema di convertire la quasi totalità dell'energia catturata dalle celle. L'istituto si era già segnalato in precedenza per il varo della tecnologia termofotovoltaica, che permette la trasformazione in energia elettrica non solo della luce visibile, ma anche del calore, indipendentemente dalla lunghezza d'onda dei raggi solari. La tecnologia termofotovoltaica presentava però un serio limite nella necessità di concentratori d'energia tali da richiedere spazi molto vasti.
Ora l'equipe del MIT, guidata da Jeffrey Chou, è riuscita ad ottenere un cristallo bidimensionale in metallo dielettrico fotonico, materiale che riesce ad assorbire luce da una vasta gamma di angoli di incidenza. Una caratteristica che evita la necessaria rotazione al fine di catturare la luce solare. La scoperta potrebbe avere conseguenze di larga portata sulla produzione di celle fotovoltaiche, in quanto consentirebbe di ridurre in maniera drastica il numero di pannelli necessari, abbattendo i costi di smaltimento con ovvie ricadute positive anche a livello ambientale. Secondo Chou la tecnologia varata dal MIT potrebbe essere commercializzata nel termine di 5 anni, in attesa della quale la ricerca è stata pubblicata sulla rivista Advanced Materials.
La strada intrapresa dai ricercatori statunitensi, va nella direzione indicata da molti addetti ai lavori, i quali hanno legato il successo del fotovoltaico non incentivato proprio al miglioramento dei rendimenti e ad un ulteriore calo dei prezzi, tale da spingere l'energia solare a non dover più dipendere in alcun modo dalle decisioni della politica. Una dipendenza del resto diventata estremamente pericolosa, se si pensa ai tentativi di vari governi governi europei di rimodulare gli incentivi che avevano distinto la prima impetuosa fase di sviluppo del settore.
