Fotovoltaico al grafene

Mai sentito parlare del fotovoltaico al grafene? Ebbene scopri come questo materiale migliora l’efficienza dei pannelli solari.

Il segreto per ottenere dei pannelli fotovoltaici più efficienti potrebbe essere nascosto dentro la punta di una matita. Allo studio, infatti, sono le applicazioni del grafene nella costruzione delle celle del futuro.

Abbiamo spesso parlato della varie ricerche mirate a un aumento sensibile dell’efficienza dei sistemi fotovoltaici. Invece non abbiamo ancora avuto modo di parlarvi del grafene.

Fotovoltaico al grafene: di che materiale si tratta

Si tratta di uno degli ultimi ritrovati nel settore della ricerca dei materiali: sostanza dalle altissime capacità conduttive (superiori a quelle del rame), grandi qualità plastiche e praticamente trasparente. Se le sue capacità sono note da tempo, recentemente degli studiosi giapponesi sono riusciti a scoprire un sistema per sintetizzarlo a costi competitivi.

In questa maniera il grafene si candida a sostituire, ad esempio, il silicio nei materiali elettronici di nuova generazione.

E se chimicamente, come leggiamo da Wikipedia:

un materiale costituito da uno strato monoatomico di atomi di carbonio (avente cioè uno spessore equivalente alle dimensioni di un solo atomo)

e se le sue capacità e potenzialità sono ancora da scoprire, in pratica si tratta di un film trasparente che normalmente troviamo legato chimicamente in maniera diversa nella grafite. Sì, proprio il materiale di cui è fatta la punta della vostra matita. E il processo di sintesi messo a punto in Giappone parte proprio dall’interazione di alcuni batteri con dell’ossido di grafite.

Cosa dice la scienza del grafene nel fotovoltaico

Ulteriori studi, stavolta statunitensi, permettono di prevedere un incremento del 52% nell’efficienza di sistemi fotovoltaici qualora venisse implementato del grafene. In pratica, si tratterebbe di aggiungere tale materiale al diossido di tungsteno presente nelle celle.

Facile? In realtà, lo studio è tutto da realizzare. Infatti, si è visto anche come una percentuale troppo alta di grafite finirebbe per assorbire dei fotoni, riducendo l’efficienza del sistema, invece di aumentarla.

Ad ogni modo, come testimonia il gran numero di articoli a riguardo (ed il gran numero di notizie che escono ogni giorno al riguardo), c’è da giurare che tempo pochi anni il problema del fotovoltaico come tecnologia troppo poco efficiente sarà completamente superato.

Fotovoltaico e silicio esotico, migliora l’efficienza

Scopri come il fotovoltaico e il silicio esotico migliorano l’efficienza dei pannelli solari

Il fotovoltaico potrebbe presto essere più efficiente, grazie ad una particolare forma di silicio da applicare alla produzione di celle solari. Si tratta, in pratica, di uno studio per incrementare la produzione di energia del fotovoltaico, condotto da alcuni ricercatori dell’University of California, che hanno cercato di individuare gli effetti causati dall’inserimento del ‘silicio BC8’ (detto anche silicio esotico) all’interno delle celle solari.

Il fotovoltaico più efficiente grazie al silicio esotico BC8 (ottenuto attraverso un processo di lavorazione ad alte pressioni) scardinerebbe, in particolare, un’evidente principio fisico riguardante l’effetto fotoelettrico: quando la luce solare colpisce un cristallo di silicio, genera infatti un elettrone carico negativamente ed una lacuna (ossia una ‘quasiparticella’ caratterizzata da un’assenza di elettrone) caricata positivamente. Ovviamente, occorre sapere che in elettronica la lacuna è, insieme all’elettrone, uno dei due portatori di carica che contribuiscono al passaggio di corrente elettrica nei semiconduttori ed è quindi un elemento necessario affinché un sistema fotovoltaico possa produrre energia. Sulla base di questo principio, è stato inoltre osservato e stabilito che le celle solari di silicio tradizionale, generino soltanto una singola coppia elettrone-lacuna per ogni fotone in arrivo, dimostrando in questo modo che l’efficienza teorica massima raggiungibile da un pannello fotovoltaico sia, con le attuali tecnologie, del 33%.

Il silicio esotico nel fotovoltaico produce più energiea

Il fotovoltaico che utilizza il silicio esotico BC8, produrrebbe invece più energia, perché in grado di generare ben due coppie elettrone-lacuna (e non una) per ogni fotone in arrivo, aumentando in questo modo l’efficienza massima teorica fino al 42%. Inoltre, secondo i ricercatori, ‘se venissero impiegati degli specchi parabolici per concentrare la luce solare su questa nuova tecnologia, l’efficienza potrebbe addirittura il raggiungere 70%