Fotovoltaico: le tecnologie più promettenti

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La ricerca scientifica, nell’ambito delle fonti energetiche alternative, è sempre più attiva soprattutto adesso che il pianeta sta esaurendo le fonti di energia tradizionale come il carbone ed il petrolio.

Tra le energie alternative, l’energia solare e il fotovoltaico occupano la prima posizione.

I ricercatori hanno da sempre effettuato numerosi studi sul fotovoltaico ma è ancora necessario investire in questo tipo di ricerca soprattutto per migliorare la resa energetica e nello stesso tempo ridurre i costi di produzione.

Avere una fonte di energia a basso costo è importante per renderla utilizzabile a tutti i livelli.

Di seguito sono riportate le principali tecnologie che caratterizzeranno il fotovoltaico di nuova generazione:

  • Nanotechnology powered DSSCs: tecnologia molto efficiente che garantisce un’elevata resa energetica. I ricercatori dell’Ohio hanno disegnato delle celle fotovoltaiche low-cost, conosciute come  Dye Sensitive Solar Cells (DSSCs). Sono costituite da una miscela di rutenio e ossido di titanio o di zinco e queste celle hanno u’elevata capacità di assorbire le radiazioni solari. L’unico problema sta nel trasferire l’energia al fine di renderla utilizzabile. Entrano in gioco le nanotecnologie:  le celle sono infatti dotate di nanofili che trasferiscono  l’energia solare assorbita. Gli scienziati stanno effettuando delle ricerche per progettare dei Nano-tree con l’obiettivo di aumetare l’efficienza e diminuire i costi.
  • Le celle solari più efficienti del mondo sono made in Australia: i ricercatori dell’Università South Wales di Sydney, in Australia, hanno sviluppato delle celle fotovoltaiche estremamente efficienti che sono in grado di utilizzare il 43% della radiazione solare incidente. Il Multi-cellular design consente di utilizzare le radiazioni comprese tra l’infrarosso e il rosso visibile. I superconduttori utilizzati (indio, gallio, fosforo) sono però costosi e rendono la cella solare molto efficiente ma poco conveniente da un punto di vista economico per utilizzarle a livello domestico o industriale.
  • Spherical Solar Cells: si tratta di pannelli a disposizione p-n-p in cui vengono inserite delle celle sferiche di silicone, di 1 mm di diametro, all’interno dei reattori (2,2-2,7 mm di diametro) che assicurano l’assorbimento delle radiazioni solari a quasiasi angolazione. La superficie interna di silicone agisce come elettrodo positivo mentre quella esterna da elettrodo negativo. Questo sistema è molto efficiente e costa 5 volte meno rispetto ai pannelli convenzionali.
  • Day4 Energy Panels: Day4 è una società canadese che ha introdotto dei pannelli solari in grado di ridurre il costo dell’energia solare di circa il 25%. Questi pannelli utilizzano dei fili di rame in modo da ridurre il calore assorbito offrendo uno spazio maggiore per l’interazione della radiazione solare con le celle fotovoltaiche e questo sembra massimizzare l’energia prodotta. Tali pannelli aumentano la resa energetica del 14-17%. Day4 sta anche pensando di introdurre un elettrolita per aumentare ancora di più l’efficienza di questi pannelli.
  • Sanyo’s silicon solar cells: la Sanyo Electric Company ha sviluppato delle celle solari in silicio cristallino. Le celle HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin-layer) aumentano del 23% il rendimento energetico. E’ realizzata depositando uno strato ultrasottile di silicio amorfo su un substrato di silicio monocristallino ad alto rendimento. Queste celle consentono di ottenere un’efficienza di conversione pari al 17,8%, uno dei fattori tra i più elevati per le celle di tipo commerciale attualmente presenti sul mercato. Le celle di questo tipo sono più sottili delle normali celle in silicio cristallino (200 micron invece di 350) e in fase di fabbricazione utilizzano meno energia di quelle tradizionali, poiché il processo di giunzione richiede temperature di soli 200°C. Ulteriori vantaggi sono rappresentati da una minore perdita di efficienza durante il funzionamento ad elevate temperature, ma soprattutto dalla struttura simmetrica che permette alla cella HIT di generare corrente da entrambi i lati.

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