Il fotovoltaico si fa sottile… come un “sandwich”

Un nuovo pattern ha permesso a dei ricercatori americani di creare celle super sottili in grado di non perdere nulla in fatto di prestazioni rispetto ai prodotti più tradizionali in silicio amorfo

(Rinnovabili.it) – Un gruppo di ricercatori della North Carolina State University ha trovato un modo per creare celle fotovoltaiche in thin film molto più sottili di quelle presenti sul mercato, ma senza sacrificare la loro capacità di assorbire l’energia solare. Il segreto, ancora una volta, è da ricercare nel design. Gli scienziati hanno messo a punto un ‘sandwich su scala nanometrica’ di strato di ‘attivo’ ultra-sottile. “Siamo stati in grado – spiega il Dott. Linyou Cao, co-autore della ricerca – di realizzare una cella solare con uno strato attivo di silicio amorfo con soli 70 nanometri (nm) di spessore. Si tratta di un miglioramento significativo, perché le tipiche celle solari a film sottile attualmente sul mercato che utilizzano silicio amorfo hanno strati attivi tra 300 e 500 nm di spessore”.

Lo strato attivo è contenuto tra due fogli di materiale dielettrico a formare un profilo che ricorda la merlatura degli antichi castelli medievali. “La tecnica che abbiamo sviluppato è molto importante perché può essere applicata a diversi altri materiali fotovoltaici, come il tellururo di cadmio, seleniuro di indio rame gallio, e materiali organici,” aggiunge Cao. La nuova tecnica si basa principalmente su processi di produzione convenzionali, ma si traduce in un prodotto finale ben diverso. Il primo passo consiste nel creare un pattern sul substrato utilizzando tecniche standard di litografia. Il modello mostra strutture in materiale dielettrico trasparente tra 200 e 300 nm. I ricercatori hanno poi rivestito il substrato e le nanostrutture con un sottilissimo strato di materiale attivo, come il silicio amorfo, a sua volta ricoperto con un altro foglio di dielettrico. “Le nanostrutture fungono da antenne ottiche molto efficienti, concentrando l’energia solare sul materiale attivo”. Ciò significa che la cella è in grado di concentrare la luce solare senza sacrificare le prestazioni.