Gli scienziati di Stanford hanno scoperto come rendere i collegamenti elettrici sulla parte superiore di celle solari quasi invisibili alla luce in entrata
(Rinnovabili.it) – Chi possiede un tradizionale modulo fotovoltaico sicuramente se ne sarà accorto: le celle solari possiedono sulla superficie una griglia di contatti metallici, necessaria condurre la corrente elettrica generata dal semiconduttore sottostante. Necessaria, ma problematica al tempo stesso perché, di fatto, questi contatti riducono la quantità di luce che raggiunge lo strato fotoattivo diminuendo di conseguenza l’efficienza. La soluzione al problema arriva oggi da un team di scienziati di Stanford, che ha creato dei contatti metalli praticamente quasi invisibili alla luce ingresso.
Nei moduli fotovoltaici tradizionali, nonostante la griglia metallica sia estremamente sottile, i contatti superiori coprono dal 5 al 10% della superficie del pannello stesso. Ciò significa che dal 5 al 10% della luce solare in entrata viene riflessa altrove. Impiegando la nanotecnologia i ricercatori dell’ateneo americano sono riusciti a “nascondere” questi componenti dalla superficie, e incanalare i raggi direttamente al semiconduttore. Nel dettaglio il team ha dapprima creato uno strato d’oro spesso solo 16 nanometri su un foglio di silicio. Anche se il film d’oro appare come una pellicola compatta ad occhio nudo, in realtà presenta sulla sua superficie milioni di fori quadrati; questa tuttavia continua a coprire il 65 percento della superficie del silicio riflettendo, in media, il 50 per cento della luce in entrata.
Immergendo la pellicola d’oro e silicio in una soluzione di perossido di idrogeno e di acido fluoridrico ciò fa sì che il film d’oro affondi nel substrato, facendo emergere attraverso i fori delle minuscole colonne di semiconduttore (chiamate nanopillar). Il risultato di questo processo chimico è stato ribattezzato come “contatti segreti”.
“Non appena i nanopillar in silicio hanno cominciato ad emergere, hanno iniziato a catturare la luce intorno alla griglia metallica”, spiega Vijay Narasimhan, uno degli autori. “In pratica agiscono come imbuti per la luce, guidandola nel substrato di silicio sottostante”. Attraverso una serie di simulazioni ed esperimenti, il gruppo di ricerca ottimizzato il disegno in modo che quasi due terzi della superficie possa essere coperta dal metallo riducendo la perdita di riflessione ad appena il 3 per cento. Narisimhan sostiene che questa tecnologia potrebbe incrementare l’efficienza di una cella dal 20 al 22 per cento.
