Gli scienziati del National Renewable Energy Laboratory (NREL) hanno fabbricato una cella solare con un'efficienza di quasi il 50%. La cella solare a sei- giunzioni detiene ora il record mondiale per la massima efficienza di conversione solare pari al 47,1%, misurata con illuminazione concentrata. Una variante della stessa cella stabilisce anche il record di efficienza sotto un'illuminazione solare pari al 39,2%.
"Questo dispositivo dimostra davvero lo straordinario potenziale delle celle solari multigiunzione", ha affermato John Geisz, uno dei principali scienziati dell'High-Cristaline Photovoltaics Group presso NREL e autore principale di un nuovo articolo sulla cella da record-.
L'articolo, "Sei-celle solari con giunzione III-V con efficienza di conversione del 47,1% sotto una concentrazione di 143 soli," appare sulla rivista Nature Energy. I co-autori di Geisz sono gli scienziati NREL Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song e Thomas Moriarty.
Per costruire il dispositivo, i ricercatori dell'NREL si sono affidati a materiali III-V -- così-chiamati per la loro posizione nella tavola periodica -- che hanno un'ampia gamma di proprietà di assorbimento della luce. Ciascuna delle sei giunzioni della cella (gli strati fotoattivi) è appositamente progettata per catturare la luce da una parte specifica dello spettro solare. Il dispositivo contiene circa 140 strati totali di vari materiali III-V per supportare le prestazioni di queste giunzioni, eppure è tre volte più stretto di un capello umano. A causa della loro natura altamente efficiente e dei costi associati alla loro realizzazione, le celle solari III-V vengono spesso utilizzate per alimentare i satelliti, che premiano le prestazioni ineguagliabili del sistema III-V.
Sulla Terra, tuttavia, la cella solare a sei-giunzioni è-adatta per l'uso nel fotovoltaico a concentrazione, ha affermato Ryan France, co-autore e scienziato del III-V Multigiunzione Group presso NREL.
"Un modo per ridurre i costi è ridurre l'area richiesta", ha affermato, "e puoi farlo utilizzando uno specchio per catturare la luce e focalizzarla su un punto. In questo modo puoi farla franca con un centesimo o addirittura un millesimo del materiale, rispetto a una cella di silicio a piastra piatta-. Concentrando la luce si utilizza molto meno materiale semiconduttore. Un ulteriore vantaggio è che l'efficienza aumenta man mano che si concentra la luce."
La Francia ha descritto il potenziale per la cella solare di superare l’efficienza del 50% come “effettivamente molto realizzabile”, ma quell’efficienza del 100% non può essere raggiunta a causa dei limiti fondamentali imposti dalla termodinamica.
Geisz ha affermato che attualmente il principale ostacolo alla ricerca per raggiungere l’efficienza del 50% è ridurre le barriere resistive all’interno della cella che impediscono il flusso di corrente. Nel frattempo, osserva che NREL è anche fortemente impegnato nella riduzione del costo delle celle solari III-V, aprendo nuovi mercati per questi dispositivi altamente efficienti.
Notizie da: Science Daily
Ripubblicato da: China Nuclear ITG Capital Management Company
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