Un dottorato di ricerca dell'Università di Loughborough. studente ha contribuito a far luce su un puzzle di pannelli solari che potrebbe portare allo sviluppo di dispositivi più efficienti.

La maggior parte dell'energia solare del mondo è attualmente prodotta da pannelli solari – noti anche come pannelli fotovoltaici – fatti di silicio.

Recentemente, sono stati creati nuovi pannelli solari realizzati con un materiale semiconduttore chiamato tellururo di cadmio (CdTe).

È stato scoperto che i pannelli CdTe producono elettricità a costi inferiori rispetto ai pannelli in silicio e si è verificato un notevole aumento dell'efficienza grazie all'aggiunta di un elemento chiamato selenio al tellururo di cadmio.

Di conseguenza, l'elettricità dai parchi solari CdTe viene prodotta in modo più economico rispetto ai combustibili fossili, offrendo vantaggi economici e ambientali in tutto il mondo.

Fino ad ora, non si capiva bene perché il selenio aumentasse l'efficienza ma grazie a Tom Fiducia, un dottorato di ricerca Studente di ricerca presso il Center for Renewable Energy Systems Technology (CREST), e un team internazionale di ricercatori, l'enigma è stato risolto.

Tom ha lavorato con i principali esperti solari di CREST, Università di Durham, l'Università di Oxford e la Colorado State University, negli Stati Uniti, per esplorare l'effetto che il selenio ha nei pannelli solari e il gruppo ha pubblicato le sue scoperte in Energia della natura – una rivista scientifica mensile peer-reviewed che condivide solo le migliori ricerche sull'energia nelle scienze naturali e sociali.

La loro carta, intitolato "Comprensione del ruolo del selenio nella passivazione dei difetti per celle solari al tellururo di cadmio in lega di selenio altamente efficienti", ha rivelato che il selenio agisce superando l'effetto nocivo, difetti su scala atomica nei pannelli CdTe.

Questo spiega l'aumento di efficienza come elettroni (particelle subatomiche che trasportano elettricità), che si generano quando la luce solare colpisce il pannello solare, hanno meno probabilità di essere intrappolati e persi per i difetti. Ciò aumenta la quantità di energia estratta.

Tom, chi è l'autore principale dell'articolo, afferma che il team ha scoperto questo comportamento "inaspettato" misurando la quantità di luce emessa dai pannelli contenenti selenio.

Poiché il selenio non è distribuito uniformemente tra i pannelli, hanno confrontato la "luminescenza" emessa dalle aree in cui era presente poco o nessun selenio e le aree in cui il selenio era molto concentrato.

Tom ha spiegato:"Anche se sembra contro intuitivo, un buon materiale per celle solari privo di difetti è molto efficiente nell'emissione di luce, e così si illumina fortemente.

"Abbiamo mappato la luminescenza emessa da una cella solare contenente selenio con una risoluzione di circa 1/10, 000thof a millimetro e l'ho confrontato con una mappa ad alta risoluzione simile della concentrazione di selenio presa sulla stessa identica area della cella.

"È sorprendentemente ovvio quando si osservano i dati che le regioni ricche di selenio brillano molto più intensamente del tellururo di cadmio puro, e l'effetto è straordinariamente forte."

Tom spera che i risultati porteranno a pannelli solari migliorati e un maggiore utilizzo in tutto il mondo.

Ha commentato:"Ora che il miglioramento dell'efficienza indotto dal selenio è stato compreso meglio, potrebbe essere possibile utilizzare questa conoscenza per aumentare ulteriormente l'efficienza dei pannelli solari al tellururo di cadmio.

"Ad esempio, questo potrebbe essere semplicemente aumentando la quantità di selenio nei dispositivi o alterando le sue distribuzioni all'interno della cellula.

"Se l'efficienza può essere aumentata, ciò ridurrebbe ulteriormente i prezzi dell'elettricità e avrebbe un impatto positivo diretto sulle regioni che adottano la tecnologia".

di apparire in Energia della natura , ha detto:"È bello essere rassicurati sul fatto che il tuo lavoro sta andando nella direzione giusta.

"Spero che i risultati possano essere utili ad altri ricercatori e alla fine avere un impatto positivo".

Professor Michael Walls, Professore di fotovoltaico e supervisore accademico del dottorato di ricerca di Tom. ricerca, ha dichiarato:"Ora sappiamo come il selenio migliora l'efficienza della cella solare, dovrebbe essere possibile migliorare ulteriormente la potenza.

"È un ottimo esempio di un team internazionale che lavora insieme contribuendo con le proprie competenze e strutture e sviluppando una comprensione fondamentale di come funzionano davvero i dispositivi".