Celle solari, quelle composte a due strati sono molto più efficienti

Le celle solari hanno fatto molta strada, ma quelle a film sottile poco costose sono ancora molto indietro rispetto alle celle solari cristalline più costose ed ovviamente con maggiore efficienza. Ora, un team di ricercatori suggerisce che l’utilizzo di due pellicole sottili di materiali diversi potrebbe essere la strada da percorrere per creare celle a film sottile a prezzi accessibili con circa il 34% di efficienza. “Dieci anni fa sapevo molto poco sulle celle solari, ma mi è diventato chiaro che erano molto importanti”, ha detto Akhlesh Lakhtakia, professore della Evan Pugh University.

Le celle solari a due strati

Indagando sul campo, ha scoperto che i ricercatori si sono avvicinati alle celle solari da due lati, il lato ottico, osservando come viene raccolta la luce del sole, ed il lato elettrico, osservando come la luce solare raccolta viene convertita in elettricità. I ricercatori ottici si sforzano di ottimizzare l’acquisizione della luce, mentre i ricercatori elettrici si sforzano di ottimizzare la conversione in elettricità, semplificando entrambi i lati l’altro.

“Ho deciso di creare un modello in cui sia gli aspetti elettrici che quelli ottici saranno trattati allo stesso modo”, ha detto Lakhtakia. “Avevamo bisogno di aumentare l’efficienza effettiva, perché se l’efficienza di una cella è inferiore al 30% non farà la differenza”. I ricercatori riportano i loro risultati in un recente articolo pubblicato su Applied Physics Letters.

Le celle solari sembrano essere dispositivi semplici, ha spiegato. Uno strato superiore trasparente consente alla luce solare di cadere su uno strato di conversione dell’energia. Il materiale scelto per convertire l’energia, assorbe la luce e produce flussi di elettroni caricati negativamente e buchi caricati positivamente che si muovono in direzioni opposte. Le particelle caricate in modo diverso vengono trasferite ad uno strato di contatto superiore ed uno strato di contatto inferiore che incanalano l’elettricità fuori dalla cella per l’uso. La quantità di energia che una cellula può produrre dipende dalla quantità di luce solare raccolta e dalla capacità dello strato di conversione. Materiali diversi reagiscono e convertono diverse lunghezze d’onda della luce e ciò porta ad un’inevitabile aumento di efficienza.