Il silicio nero raddoppia l’efficienza

I ricercatori dell’HHI del Fraunhofer Institute hanno migliorato ulteriormente le prestazioni del black silicon grazie ad impulsi di luce “su misura”

(Rinnovabili.it) – Le celle solari trasformano tre quarti dell’energia contenuta nello spettro solare in elettricità, il restante quarto, costituito dai raggi infrarossi, non può essere convertito dai tradizioni dispositivi fotovoltaici e viene normalmente perso. Un modo per risolvere la questione è impiegare il silicio nero o black silicon, un materiale che assorbe quasi tutta la luce solare che lo colpisce, compresa la porzione degli infrarossi. Per ottenerlo, spiega il Dott. Stefan Kontermann che dirige il gruppo di ricerca “Nanomateriali per la conversione dell’energia” al Fraunhofer Institute, si irradia il normale silicio con un laser pulsato a femtosecondi in un ambiente contenente zolfo.

Il processo serve a strutturare la superficie integra atomi di zolfo nel reticolo di silicio, rendendo il materiale otticamente nero. Kontermann e i ricercatori del suo team all’Heinrich-Hertz-Institut (HHI), sono riusciti a migliorare ulteriormente l’efficienza di questi dispositivi, raddoppiandone addirittura le prestazioni. “Abbiamo ottenuto ciò modificando la forma dell’impulso laser usato per irradiare il silicio”, spiega lo studioso tedesco. Nel silicio convenzionale i raggi infrarossi non possiedono energia sufficiente ad eccitare gli elettroni nella banda di conduzione; lo zolfo incorporato nel silicio nero costituisce una sorta di livello intermedio che, se da una parte rende più facile per i fotoni raggiungere il bersaglio, dall’altro aumenta anche la possibilità che si perda energia. “Abbiamo usato gli impulsi laser per modificare lo zolfo incorporato in modo da minimizzare il numero di elettroni in grado di tornare indietro”. Il progetto è stato eletto tra i vincitori di “365 Places in the Land of Ideas” Concorso la cui cerimonia di premiazione si terrà a Goslar l’11 ottobre.