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Pannelli solari, come aumentare l’efficienza e portare l’assorbimento fotovoltaico all’80%?

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I ricercatori della Lehigh University stanno sviluppando un nuovo materiale al fine di aumentare l’efficienza dei pannelli solari. In questo modo infatti, si potrebbe arrivare a un assorbimento fotovoltaico dell’80%, nonostante sia comunque necessario un processo di industrializzazione piuttosto lungo.

Assorbimento fotovoltaico dell’80%

Avere un prodotto dall’assorbimento fotovoltaico dell’80% è di certo qualcosa di rivoluzionario nell’ambito delle rinnovabili. Parliamo di una particolare caratteristica che varia da un pannello all’altro e dipende da diversi fattori: dai materiali adoperati, dall’angolo di inclinazione, dall’orientamento e anche dalle condizioni meteorologiche locali.

In media però, tali tecnologie hanno a livello commerciale un’efficienza di conversione che varia tra il 15% e il 22%, e dunque era fino a oggi impensabile riuscire ad arrivare a una percentuale così elevata dell’80%.

Limite teorico

Il lavoro messo a punto dai ricercatori della Lehigh University infatti, supera il limite teorico delle celle solari tradizionali basate sul silicio e, come dichiarato dagli autori dello studio, tale scoperta potrebbe portare allo sviluppo di soluzioni energetiche più performanti e sostenibili.

Entrando più nello specifico, il team ha inserito atomi di rame zerovalente tra strati di un materiale bidimensionale composto da seleniuro di germanio e solfuro di stagno. Per comprendere le ragioni che stanno dietro a tale composizione, bisogna conoscere però quali sono le caratteristiche dei singoli elementi.

Elevata conducibilità elettrica

Si parla di rame zerovalente o metallico, quando gli atomi non hanno guadagnato né perso elettroni, e quindi non hanno carica elettrica. Il suo utilizzo può svolgere un ruolo significativo per l’aumento dell’efficienza energetica, e questo sia perché ha un’elevata conducibilità elettrica e sia perché è un ottimo materiale per non disperdere energia.

Anche il seleniuro di germanio e il solfuro di stagno sono grandi semiconduttori, per questo molto impiegati per la produzione di pannelli solari, nonostante si parli ancora di dispositivi oggetto di ricerca. Ad ogni modo, il mix pensato dai ricercatori americani ha dato prova di ottimi risultati, portando a un incremento delle prestazioni delle celle.

Stati di banda intermedi

Ma non è finita qui, perché la composizione alla quale ha lavorato il team ha creato stati di banda intermedi, ovvero livelli energetici aggiuntivi posizionati in modo da convertire la luce in energia, e dunque per accentuare l’assorbimento dei raggi solari e fortificarne le prestazioni.

Si dovrà ancora lavorare per capire nello specifico quali sono i talloni d’Achille del sistema sui quali concentrarsi, ma se verranno compiuti ulteriori passi in avanti, livelli energetici così alti potrebbero portare importanti risultati nel mondo dell’energia solare e delle rinnovabili.

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