Rendere il sole più efficiente

Gli eventi meteorologici estremi a cui abbiamo assistito negli ultimi anni sottolineano la necessità di ridurre le emissioni di CO₂, responsabili dell’aumento delle temperature a livello globale. Tra le fonti rinnovabili in grado di accelerare la transizione energetica, la più economica è il solare fotovoltaico (PV). Un nuovo report, pubblicato a fine luglio, indica come ridurre ulteriormente i costi della transizione, utilizzando materiali più economici ma altamente efficienti per la costruzione dei pannelli solari.

Oltre il 95% dei pannelli solari attualmente in commercio è realizzato con silicio di “tipo p”, un materiale simile a quello usato per realizzare i chip dei computer. Per fare sì che una cella solare funzioni bisogna creare un campo elettrico che faccia fluire la corrente generata in un’unica direzione.

Questo effetto si ottiene attraverso un processo noto come “drogaggio”: in poche parole la composizione del silicio viene alterata, aggiungendo atomi che hanno un elettrone come il boro o il gallio. Il silicio impuro viene definito di “tipo n”. L’enorme differenza nel numero di elettroni tra la regione di tipo p, e quella di tipo n costringe gli elettroni a muoversi rapidamente, creando un campo elettrico che genera corrente all’interno della cella solare.

I ricercatori si impegnano continuamente per aumentare l’efficienza dei pannelli solari in modo che possano generare più energia per i consumatori. Nel 2017 è stato raggiunto il record di efficienza del 26,7% per una cella solare al silicio. A marzo, l’azienda LONGi Solar ha annunciato un’efficienza del 26,5%, molto vicina al record mondiale, per un tipo di cella solare a “etero-giunzione di silicio”.

La principale caratteristica delle celle solari a etero-giunzione di silicio è che la superficie è ricoperta da uno strato molto sottile (circa 1.000 volte più sottile di un capello umano) di silicio amorfo. Quest’ultimo rende la superficie più liscia e riduce la dispersione di energia.