Celle solari al silicio nero, la produzione si semplifica

Migliora il processo di fabbricazione del fotovoltaico in silicio nero grazie alla ricerca della Rice University

(Rinnovabili.it) – Produrre celle solari al silicio nero non è mai stato così semplice, parola dei ricercatori della Rice University. Nel laboratorio chimico dell’Ateneo infatti è stato messo a punto un procedimento che facilita la fabbricazione di questa tipologia di fotovoltaico, “chiedendo” ad un singolo materiale di svolgere due funzioni differenti. Come spiegato nella pubblicazione su ACS Applied Materials, gli scienziati sono riusciti ad impiegare uno degli elettrodi della cella come catalizzatore nella reazione di trasformazione del silicio normale in silicio nero.

Ma cosa è il silicio nero? Si tratta dello stesso semiconduttore ma dotato una superficie altamente strutturata in picchi su scala nanometrica o pori più piccoli della lunghezza d’onda della luce che risulta all’occhio nera. Questa particolare struttura permette la raccolta efficiente dei raggi solari da qualsiasi angolazione, in qualsiasi ora del giorno, riducendo la riflessione della luce fino a valori inferiori all’1%. Il nuovo metodo, noto come incisione chimica contatto-assistita, sfrutta sottili linee d’oro che servono come elettrodo nel processo e in grado, al contempo, di incidere la superficie del silicio in meno di un minuto; l’utilizzo inoltre permette di eliminare anche la necessità di rimuovere le particelle utilizzate dal catalizzatore.

Secondo Andrew Barron, a capo della ricerca, un sottilissimo strato d’oro sulla superficie del titanio dovrebbe rivelarsi un elettrodo efficace in grado di svolgere anche la catalisi. “Il trucco è quello di incidere valli abbastanza profonde per eliminare il riflesso della luce del sole, ma non andare così in profondità da causare un corto circuito nella cella”.

“Uno, eliminare alcuni passaggi del processo è sempre una cosa positiva,” aggiunge Barrow. “Due, questa è la prima volta in cui la metallizzazione è opera di un catalizzatore di una reazione che si verifica a diversi millimetri di distanza”.
Ad oggi il grado di efficienza più alto mai raggiunto da celle solari in silicio nero è del lavoro congiunto della finlandese Aalto University e del tedesco Fraunhofer Institute: insieme i due enti hanno realizzato un dispositivo fotovoltaico con una capacità di conversione del 18,7%.