Un nuova tecnologia potrebbe rendere le celle fotovoltaiche il 70% più efficienti

I ricercatori israeliani: «Potrebbe diventare una tecnologia dirompente per l’energia solare».

[17 novembre 2016]

L’American Technion Society è convinta che sia stata sviluppata una tecnologia che potrebbe migliorare l’efficienza delle celle fotovoltaiche di quasi il 70% e che si  potrebbe trattare davvero della svolta per sfruttare il sole per soddisfare interamente le esigenze di consumo di energia del mondo.

Una svolta che viene illustrata nello studio “Thermally enhanced photoluminescence for heat harvesting in photovoltaics” che un team di ricercatori del Technion-Israel institute of technology di Haifa hanno pubblicato su Nature Communications. Lo studio è stato condotto all’Excitonics Lab di Israele da un team guidato da Carmel Rotschild, della facoltà di ingegneria meccanica della Technion, e composto anche da Assaf Manor e Nimrod Kruger, e si è avvalso dell’assistenza del Grand Technion energy program e del Russell Berrie nanotechnology institute della echnion, e fa parte dei progetti di laboratori dell’European research council (Erc) sui nuovi strumenti termodinamici per le celle solari.

IL Technion-Israel institute of technology spiega che «Il sole è una potente fonte di energia rinnovabile. In realtà, è attualmente l’unica fonte di energia in grado di fornire il consumo di energia della specie umana, quindi non c’è da meravigliarsi che l’uso di energia solare sia in aumento. Ma ci sono un certo numero di limitazioni tecnologiche quando si tratta efficienza delle celle fotovoltaiche. Le celle fotovoltaiche utilizzano in modo ottimale una gamma molto ristretta dello spettro solare, l’estesa luce fornita dal sole. La radiazione che non è all’interno di questa gamma ristretta riscalda solo queste cellule e non viene utilizzato. Questa perdita di energia limita la massima efficienza delle attuali celle solari a circa il 30%».

Nello studio pubblicato su  Nature Communications, i ricercatori israeliani evidenziano che loro tecnologia è basata su un processo intermedio che si verifica tra la luce solare e la cella fotovoltaica. Il materiale fotoluminescente che  hanno creato «assorbe la radiazione solare e converte il calore e la luce del sole in una radiazione “ideale”, che illumina la cella fotovoltaica e consente una maggiore efficienza di conversione. Come risultato, l’efficienza del dispositivo è aumentata dal 30% al 50%».

La nuova tecnologia si ispira all’optical refrigeration, nella quale la luce assorbita viene riemessa a più alta energia, in questo modo il raffreddamento è  l’emettitore. La tecnologia Technion funziona in un modo simile, ma con la luce solare.

Manor, spiega a sua volta: «La radiazione solare, nel suo cammino verso le celle fotovoltaiche, colpisce un materiale dedicato che abbiamo sviluppato per questo scopo, e il materiale viene riscaldato dalla parte dello spettro non utilizzata. Inoltre, la radiazione solare nello spettro ottimale viene assorbita e riemessa a spettro blue-shifted. Questa radiazione viene quindi raccolta dalla cella solare e sia il calore che la luce vengono convertiti in elettricità».

Il team israeliano spera di avere entro 5 anni un dispositivo operativo completo con un’efficienza record e, se avranno successo, dicono che «Potrebbe diventare una tecnologia dirompente per l’energia solare».