Nuovo record di efficienza per le celle solari ultrasottili

Un gruppo di ricercatori finanziato dall’UE nell’ambito dei progetti Heinsol, Prebist e Discover, sta studiando innovative celle solari ultrasottili, realizzate con nanocristalli che contengono atomi di argento e bismuto, che potrebbero diminuire la dipendenza da elementi tossici tra cui il piombo o materiali rari indispensabili per la realizzazione di celle sottili, come per esempio l’indio.

La ricerca che è stata pubblicata sulla rivista Nature Photonics, dimostra come, rispetto ad altri materiali, la distribuzione uniforme 50/50 di atomi di argento e bismuto in tutto il materiale della cella solare, migliori l’assorbimento della luce aumentando la produzione di energia e ottimizzando le prestazioni. I ricercatori hanno utilizzato una complessa modellazione al computer.

Le innovative celle solari hanno uno spessore di 30 nm e si caratterizzano per un’efficienza di conversione  particolarmente rilevante, pari al 9,17% dell’energia prodotta e trasformata in elettricità. Secondo i ricercatori si tratta di un livello di efficienza sufficiente a rendere la tecnologia commercialmente praticabile, ma sono necessari ulteriori miglioramenti per portare l’efficienza al pari di quella delle celle solari basate sul silicio. Fra gli altri vantaggi le celle, realizzate con elementi non tossici e presenti in abbondanza, mantengono alta stabilità nelle diverse condizioni ambientali, il che significa una minor degradazione nel tempo. Il materiale della cella solare è circa 10-50 volte più sottile delle attuali tecnologie fotovoltaiche a film sottile (PV) e 1.000 volte più sottile del PV al silicio. I nanocristalli a base di bismuto sono inoltre economici da produrre.

Seán Kavanagh, ricercatore dottorando dell’University College di Londra e co-autore principale dello studio spiega che si apre la strada all’utilizzo del nuovo tipo di cella solare come alternativa a basso costo e rispettosa dell’ambiente alla tecnologia al silicio, più ingombrante, costosa e ad alta intensità energetica in fase di produzione. “Le attuali alternative ultrasottili, che possono essere applicate alle finestre e possono generare energia, sono principalmente composte da elementi tossici come il piombo o il cadmio, o contengono elementi rari come l’indio o il tellurio”.

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