Celle solari che sono più efficaci e costano meno nella produzione:nell'ambito del progetto UE N2P (Nano to Product) i ricercatori hanno sviluppato superfici nanoregolate per ottenere entrambe le cose.
Il sole ha energia sufficiente per fornire energia a tutta la terra. Ma finché l'energia rinnovabile è più costosa dell'energia prodotta dal carbone o dalle centrali nucleari, l'energia solare non sarà la prima scelta. In Europa le celle fotovoltaiche costituiscono solo una piccola quota evanescente delle fonti di energia rinnovabile.
Ricercatori nel Regno Unito, Svizzera e Germania mirano a ridurre i costi e aumentare l'efficienza. Il progetto N2P è coordinato dal Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology di Dresda, Germania. Qui i ricercatori hanno sviluppato un processo per migliorare le qualità di assorbimento delle celle solari per una parte invisibile ma importante della luce solare, luce infrarossa. Le celle solari convenzionali difficilmente utilizzano questa lunghezza d'onda. La maggior parte passa attraverso la cellula e va persa. Rimuovendo la superficie nanostrutturata del wafer sul lato posteriore della cella solare, utilizzando un processo di incisione chimica, si trasforma in uno “specchio” che riflette i raggi infrarossi nella cellula.
Mentre i raggi di luce vengono dispersi dal vetro, hanno un percorso più lungo attraverso la cella di silicio e quindi generano più corrente elettrica. Finora i ricercatori sono stati in grado di aumentare l'efficienza del 30 percento rispetto all'efficienza delle celle solari a film sottile standard.
Ricercatori dell'Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) di Neuchatel, Svizzera, stanno lavorando su celle solari a film sottile. Le celle solari a film sottile hanno da un lato molti vantaggi:la loro produzione consuma meno materie prime ed energia rispetto alla produzione di celle solari comuni. Inoltre il tempo di cui hanno bisogno per pagare è più breve. D'altra parte c'è un inconveniente:attualmente la loro efficienza è di circa il 40 percento inferiore a quella delle celle solari convenzionali. Solo il sette percento della luce solare può essere sfruttato.
Per massimizzare l'effetto di intrappolamento della luce fanno il contrario:irruvidiscono la superficie del vetro delle celle solari a film sottile. Questo è fatto per diffondere la luce. Quando il raggio di luce ha un percorso più lungo attraverso la cella genera più elettroni.
Per irruvidire la superficie superiore, il Dr. Sylvain Nicolay dell'EPFL deposita sul vetro uno strato di cristalli di un cosiddetto ossido conduttivo trasparente. “Più grandi sono le piramidi di dimensioni nanometriche, maggiore è la diffusione”, lui dice. L'efficienza delle celle solari a film sottile è ora migliorata dal sette al dieci percento.
I nanocristalli utilizzati dal dottor Nicolay sono stati sviluppati presso l'Università di Salford a Manchester, UK. Fino a poco tempo fa i nanocristalli dovevano essere importati dal Giappone e rendevano molto costosa la produzione di tali celle solari. Ora gli scienziati stanno testando da soli i cristalli che hanno sviluppato. L'obiettivo è di produrli in modo molto più economico e quindi ridurre significativamente i costi.
Ogni singolo metodo per migliorare le celle solari può fare solo una piccola differenza sulla loro efficienza. Ma combinando entrambi, queste celle solari nano-sintonizzate diventeranno notevolmente più competitive rispetto ai moduli del passato.
