Celle fotovoltaiche: efficienza aumenterà del 30% con nuova tecnologia
L'efficienza delle celle fotovoltaiche potrebbe incrementare presto di oltre il 30% grazie ad una nuova tecnologia.
Un nuovo processo di conversione della luce capace di aumentare l’efficienza delle celle solari di ben il 30%. È l’oggetto di una ricerca appena pubblicata sul Journal of Physical Chemistry Letters, che potrebbe aprire nuovi scenari non solo per il fotovoltaico, ma anche nel campo dei fotorivelatori per la visione notturna.
Attualmente, le celle solari funzionano assorbendo un fotone, che genera un eccitone in grado a sua volta di isolare un elettrone (che è quello che permette di generare energia). Attualmente, il cosiddetto “Shockley-Queisser Limit” limita, appunto, l’efficienza delle celle intorno al 30-32%.
La terza generazione di celle solari dovrebbe riuscire a superare questo limite, grazie a tecnologie come la fissione di un eccitone di singoletto. Spiega Christopher Bardeen, docente di chimica che ha guidato la ricerca:
La nostra ricerca ha avuto il suo avvio circa dieci anni fa, quando abbiamo iniziato a pensare all’energia solare e ai nuovi tipi di fotofisica che poteva richiedere. Temi come il riscaldamento globale e la sicurezza energetica rendono la conversione dell’energia solare un argomento importante per la società: celle solari più efficienti porterebbero ad un più ampio uso dell’energia solare.
Più nel dettaglio, il limite di Shockley-Queisser comporta l’assorbimento di fotoni per creare un eccitone. Al fine di ottenere un flusso di elettroni utile per la generazione di energia elettrica gli eccitoni devono essere “liberi”.
Questo comporta normalmente una dissipazione di energia sottoforma di calore ed è proprio questa quota che i ricercatori sperano di recuperare, “dividendola” in due eccitoni attraverso la cosiddetta fissione. Aggiunge Bardeen:
L’esatto meccanismo non è noto, ma succede rapidamente – in un arco di tempo inferiore al nanosecondo – e con alta efficienza. Il nostro lavoro ha dimostrato che è incidono molto l’allineamento e la posizione delle due molecole.
Nei prossimi mesi, il laboratorio di Bardeen cercherà nuovi materiali che si prestano al processo di fissione di un eccitone di singoletto, oltre che a studiare meglio la tecnologia.
