Dopo quindici anni di ricerca, gli scienziati dell'Università di Madrid sono riusciti a sviluppare una cella solare che teoricamente dovrebbe essere in grado di raggiungere un'efficienza di conversione energetica del 60%. Secondo i ricercatori, questa svolta potrebbe cambiare radicalmente il futuro dell’energia solare, ma c’è ancora molto lavoro da fare.
L’energia solare svolge un ruolo cruciale nella transizione verso l’energia sostenibile. Sebbene gli attuali pannelli solari a base di silicio contribuiscano già molto, la loro efficienza è limitata. La maggior parte delle celle solari attuali, a base di silicio, hanno un'efficienza di conversione energetica compresa tra il 15% e il 22% circa. Ciò significa che possono convertire efficacemente fino a un quinto della luce solare che colpisce in elettricità.
L'ultima innovazione nella tecnologia delle celle solari, sviluppata da un team dell'Università Complutense di Madrid, Promesse Tuttavia, la conversione energetica è molto più elevata. Questo nuovo tipo di cella solare, realizzata in fosfuro di gallio e titanio, può teoricamente raggiungere un'efficienza fino al 60%. Secondo i ricercatori, questo è il primo del suo genere al mondo.
Qualcuno sta bene
La quantità massima di energia che una cella solare può convertire in elettricità è determinata dal limite Shockley-Queser (SQ). Per il silicio, un materiale comunemente utilizzato nelle celle solari, questo limite è del 33,7%, il che significa che anche le celle solari in silicio più avanzate non possono convertire più di un terzo della luce solare disponibile in energia. Il resto della luce viene dissipato sotto forma di calore. Ciò è dovuto alle limitazioni dei materiali.
La ricerca dello scienziato spagnolo Javier Olea Ariza e del suo team si è concentrata sulla ricerca di un materiale che potesse superare questo limite. Dopo 15 anni sono riusciti a sviluppare una cella solare a base di fosfuro di gallio e titanio, quindi questa combinazione dovrebbe essere in grado di assorbire più del previsto, superando così la soglia Shockley-Quiser.
Meno pannelli solari
Il team ha costruito una cella solare di appena un centimetro quadrato con uno strato di assorbimento estremamente sottile di fosfuro di gallio, circa 50 nanometri per la precisione. Hanno usato contatti metallici fatti di oro e germanio. Dopo numerosi tentativi, i ricercatori hanno scoperto che la cella solare è in grado di assorbire gran parte della luce a lunghezze d'onda superiori a 550 nanometri, grazie in gran parte all'aggiunta di titanio.
Sebbene l’efficienza attuale di questa cella solare sia ancora bassa, i ricercatori stimano che alla fine potrebbe raggiungere circa il 60%. Si tratta di un enorme miglioramento rispetto all’attuale tecnologia al silicio e, se implementato con successo, potrebbe ridurre significativamente la quantità di pannelli solari necessari.
Sfide future
Sebbene questa tecnologia rappresenti senza dubbio un importante passo avanti, è ancora agli inizi. Il team lavora sulla cella solare da 15 anni e ammette che ci sono ancora molti ostacoli prima che sia pronta per l'applicazione commerciale. Ad esempio, l’efficienza degli attuali prototipi è ancora troppo bassa per essere utilizzata nella pratica.
I ricercatori vogliono lavorare su un prototipo con maggiore efficienza e ulteriori miglioramenti alla sua progettazione nel prossimo futuro. Inoltre, stanno studiando diversi modi per incorporare il titanio in modo più efficace nella struttura delle celle solari, il che potrebbe portare a prestazioni migliori. Sebbene ci sia ancora molto lavoro da fare, questa innovazione offre speranza per il futuro dell’energia solare.
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Un potenziale impulso per i proprietari di auto elettriche: un giorno potremmo vedere questa tecnologia sui tetti delle nostre auto, il che significa che non dovremo andare così spesso alle stazioni di ricarica. Anche se gli stessi ricercatori non hanno menzionato alcuna applicazione, innovazioni come questa attireranno sicuramente l'attenzione di aziende come Tesla, che vuole rendere le sue auto sempre più intelligenti ed efficienti. Tesla ha recentemente lanciato un nuovo robotaxi, che non dispone di connessione a una stazione di ricarica perché può essere caricato in modalità wireless. Tuttavia, i pannelli solari sul tetto potrebbero essere un’aggiunta preziosa in questo caso, in modo che il taxi possa ricaricarsi ovunque sul posto – o anche durante la guida. Tuttavia, per ora questa rimane una cosa del futuro, proprio come molte delle ambiziose previsioni di Musk.
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/s3/static.nrc.nl/images/gn4/stripped/data123188463-adddac.jpg "“I paesi dicono cose positive sulla sostenibilità, ma non si sta facendo molto concretamente”.")
