Uno nuovo tipo di cella solare a sei giunti sviluppata dagli scienziati del National Renewable Energy Laboratory (NREL) stabilisce nuovi record per quanto riguarda l’efficienza. Gli scienziati hanno infatti raggiunto l’efficienza di quasi il 50%.
Nello specifico la nuova cella solare a sei giunti vanta la più alta efficienza di conversione solare con un limite di 47,1% misurata con illuminazione concentrata. Vanta anche il record di efficienza sotto l’illuminazione del sole con un limite di 39,2%.
Si tratta di un dispositivo che “dimostra davvero lo straordinario potenziale delle celle solari multigiunzione”, come riferisce John Geisz, uno degli scienziati coinvolti nel progetto e l’autore principale delle dello studio che descrive lo stesso dispositivo e che è apparso su Nature Energy.
Per costruire dispositivo i ricercatori hanno utilizzato materiali III-V, così denominati per la loro collocazione sulla tavola periodica. Questi materiali, infatti, sono caratterizzati da proprietà molto utili in relazione all’assorbimento della luce. Il dispositivo è fatto da 140 strati di questi materiali e nonostante questo risulta tre volte meno spesso di un capello umano.
Questi materiali sono spesso utilizzati per le celle solari dei satelliti che orbitano intorno alla Terra, proprio per la loro efficienza. Purtroppo questi stessi materiali risultano anche abbastanza costosi tanto che quasi mai si vedono in celle solari per l’utilizzo del fotovoltaico qui sulla Terra.
“Un modo per ridurre i costi è quello di ridurre l’area richiesta”, spiega Ryan France, scienziato del III-V Multijunctions Group di NREL, “e puoi farlo usando uno specchio per catturare la luce e focalizzare la luce su un punto. Quindi puoi cavartela con un centesimo o anche un millesimo del materiale, rispetto a una cella di silicio a piastra piatta. Si utilizza molto meno materiale semiconduttore concentrando la luce. Un ulteriore vantaggio è che l’efficienza aumenta quando si concentra la luce.”
Approfondimenti
- Six-junction III–V solar cells with 47.1% conversion efficiency under 143 Suns concentration | Nature Energy (IA) (DOI: 10.1038/s41560-020-0598-5)
