Ossido di zinco per rendere le celle solari più efficienti

UN NUOVO RECORD DI EFFICIENZA

Nel campo dell'efficienza fotovoltaica, la sfida più importante in corso è quella di riuscire a spostare sempre più l'asticella dell'efficienza energetica, rendendo le strutture in grado di sfruttare l'energia del sole riducendo il più possibile la dispersione. Per fare questo, gli scienziati di tutto il mondo sono impegnati su due fronti: quello dell'avanzamento tecnologico e quello, ad esso strettamente correlato, della ricerca di materiali che possano favorire la trasmissione e la trasformazione dell'energia.

Questa volta, il plauso va ai ricercatori dell'Università dell'Arkansas, che sono riusciti a stabilire un nuovo record di efficienza per le celle solari grazie ad una struttura di appena 9 millimetri quadri di dimensione, realizzata in arseniuro di gallio, un composto metallico di gallio e arsenio. Grazie ad una copertura ottenuta da un sottile strato di ossido di zinco, la cella solare ha raggiunto efficienza pari al 14%.

MASSIMO ASSORBIMENTO DEI RAGGI SOLARI

Siamo ancora lontani, sotto questo punto di vista, dai risultati che caratterizzano i pannelli solari, ma è sempre più evidente che in futuro le celle solari rivestiranno un ruolo di importanza crescente all'interno della produzione di energia derivante dal sole, grazie anche ai vantaggi offerti dalle dimensioni e dalla possibilità di integrare le minuscole strutture all'interno di altri materiali. Le celle sviluppate dai ricercatori dell'Arkansas, per ora, se unite in piccoli raggruppamenti sono già in grado di fornire energia sufficiente per l'alimentazione di piccoli diodi e altri apparecchi luminosi.

Uno dei punti di forza di queste celle risiede proprio nella possibilità di creare, con esse, strutture complesse e in grado di generare maggiori quantità di energia senza grandi perdite dal punto di vista dell'efficienza: le celle possono quindi essere sfruttate per rispondere a maggiori fabbisogni energetici, come quelli di edifici ed abitazioni. A fare la differenza è, appunto, l'ossido di zinco, un materiale non del tutto nuovo nel campo dell'energia solare, ma utilizzato in maniera innovativa.

Grazie ad una sintesi chimica di sottili strati del materiale, i ricercatori son stati in grado di ottenere modificazioni tali da consentire al materiale di annullare la riflessione solare, permettendo alle celle sottostanti di assorbire una maggiore quantità di luce da trasformare in energia elettrica. I risultati già ottenuti lasciano ancora margine ad un miglioramento, dal momento che le previsioni di massima efficienza raggiungibile si attestano al 33%.

(Le celle solari messe a punto dai ricercatori dell'Arkansas)

TECNICA VERSATILE PER UN MATERIALE DAI MOLTI VANTAGGI

I ricercatori sono decisi a proseguire sulla strada già intrapresa, forti del fatto che l'ossido di zinco ha dato buoni risultati grazie alla manipolazione, e del fatto che offre notevoli vantaggi: si tratta di un materiale non tossico, non costoso e facile da sintetizzare. Il suo utilizzo, dunque, non impatta in modo negativo sul costo di produzione delle celle, permettendo ad esse di mantenersi competitive sul mercato offrendo al contempo un ottimo livello di efficienza.

La tecnica della manipolazione delle superfici, inoltre, potrebbe venire applicata anche ad altre tipologie di celle solari, alcune delle quali potrebbero arrivare a raggiungere il 63% di efficienza: un risultato finora considerato impossibile, o comunque ben lontano dall'essere concretamente raggiungibile attraverso qualsiasi tipo di sperimentazione finora condotta nei laboratori di ricerca.