Fotovoltaico, una nuova via per incrementare l’efficienza delle celle solari

Potrebbe trattarsi di una delle scoperte più importanti degli ultimi anni, ovvero come incrementare l’efficienza di conversione della luce solare in elettricità, sfatando il mito che il limite teorico sia del 41% (limite di efficienza Shockley-Queisser): è quanto emerge da una nuova ricerca realizzata dagli scienziati dell’Israel Institute of Technology. 

La dissipazione di calore è ciò a cui fa riferimento il limite di efficienza Shockley-Queisser, secondo il quale, in situazioni di luce ottimale la massima efficienza raggiungibile è poco superiore al 30%, non oltre il 41%. Secondo Technion, che da 30 anni lavora su questi aspetti, grazie alle celle termofotovoltaiche è possibile superare questo limite di conversione. Gli scienziati israeliani dichiarano, infatti, di aver raggiunto il 50% di efficienza con le loro celle, con un incremento del 70% rispetto al valore convenzionale del 30%.

Sulla base di un nuovo studio pubblicato il mese scorso sulla rivista Nature, il problema della dissipazione del calore è stato risolto grazie all’utilizzo di un assorbitore fotoluminescente a bassa energia di gap che emette fotoluminescenza aumentata verso una cella fotovoltaica a più elevata energia di gap, raggiungendo un’efficienza teorica del 70%.

La radiazione solare, nella sua strada verso le celle fotovoltaiche, colpisce questo materiale e lo riscalda grazie alla parte inutilizzata dello spettro solare. Inoltre, la radiazione solare nella parte ottimale dello spettro è assorbita e riemessa nella parte blue (blue-shifted) dello spettro stesso. Blue-shifted fa riferimento alle lunghezze d’onda più corte, che possono essere raccolte dalla cella solare. L’effetto finale è che la cella può convertire il calore, così come la luce, in elettricità.

Il team di scienziati si aspetta di lavorare per altri cinque anni su questa nuova tecnologia prima che sia veramente pronta.