Tecnologia: Sfruttare al meglio le celle fotovoltaiche

Un passo in avanti per riuscire a sfruttare al meglio le celle fotovoltaiche.

Pare che le celle solari siano schizzinose. Se un fotone in arrivo ha troppo poca energia, la cellula non la assorbe. Se un fotone ne ha troppa, l’eccesso viene sprecato sotto forma di calore. Non importa quale, una cella solare al silicio non può mai generare più di un elettrone da un singolo fotone. Tali realtà quantiche, limitano gravemente l’efficienza della conversione delle celle fotovoltaiche, e gli scienziati hanno trascorso decenni per cercare di risolvere questo problema.

Ora, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology Centro per Excitonics hanno pubblicato un interessante caso che pare sia la chiave per una maggiore efficienza solare.

Potrebbe essere un colorante organico chiamato pentacene. Nel numero odierno di Science Daniel Congreve, Jiye Lee, Nicholas Thompson, Marc Baldo e altri sei mostrano che una cella fotovoltaica basata su pentacene può generare due elettroni da un singolo fotone, più elettricità dalla stessa quantità del sole. Gli scienziati sospettavano da tempo che questa poteva essere una soluzione al problema, e oggi ne hanno dato la conferma.

fotovoltaico

Tecnologia: Sfruttare al meglio le celle fotovoltaiche

Le celle fotovoltaiche sono dei dispositivi che riescono a convertire la luce, direttamente in elettricità, proprio grazie all’effetto fotovoltaico. Accade che, gli elettroni in una cella solare assorbono l’energia dei fotoni nella luce solare, provocando così, il salto dell’elettrone in un orbitale superiore dell’atomo dove si trovano. Il processo genera un eccitone, che viene separato da una barriera di potenziale, inducendo un flusso di corrente elettrica.

Ora, gli scienziati si sono concentrati sul lavoro dell’eccitone, riuscendo a generare “due eccitoni”.

“Quello che abbiamo mostrato qui,” dice Baldo, oltre a utilizzare la luce visibile, “è che [questo processo] funziona molto, molto efficace in materiali organici.”

Perché funziona è ancora poco chiaro, e per ora, la cella di pentacene funziona solo con una banda molto stretta di luce visibile. Ma Baldo dice che dovrebbe essere possibile creare un rivestimento pentacene per celle solari al silicio che aumenta l’efficienza di conversione totale da oggi il 25 per cento a una tonalità più del 30 per cento, un salto significativo.

Lo sviluppo di questa tecnologia è il passo logico successivo.

“Possiamo applicare questa cosa come un rivestimento in silicone?”, afferma Baldo. “Se riuscissimo a fare questo, si avrebbe un impatto abbastanza importante sulla tecnologia delle celle solari.”

Per maggiori informazioni: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-solar-cell-that-turns-1-photon-into-2-electrons

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