Dal pannello al silicio anti-riflesso al pannello al grafene: ecco le soluzioni per rendere efficiente il fotovoltaico
Il mondo dell’energia ha dinanzi una sfida importante: sfruttare al meglio le energie pulite. È con questo obiettivo che ricercatori, università ed aziende sono a lavoro per migliorare l’efficienza dei pannelli solari. È necessario massimizzare la generazione di elettricità in rapporto ai costi di produzione dei moduli.
I pannelli fotovoltaici rugosi
A provare ad ottimizzare la produzione da fotovoltaico, per esempio, sono stati gli studiosi dell’Univeristà di Osaka, in Giappone, che per aumentare l’efficienza, tenendo bassi i costi, hanno provato a cambiare le caratteristiche della materia prima. Il silicio è più efficiente se lavorato.
Ci spieghiamo: gli esperti hanno notato che rendendo la superficie del pannello al silicio “rugosa”, veniva sprecata meno energia. Il silicio non lavorato, infatti, spreca una parte dell’energia della luce sotto forma di riflesso. Solitamente, infatti, i pannelli sono rivestiti da un materiale anti-riflesso. Ma questo, ovviamente, ne aumenta i costi, anche se permettono alla cella di assorbire un maggior quantità di luce, aumentando l’output elettrico.
“Per evitare di dover ricorrere a questi coating abbiamo creato una struttura di dimensioni sotto al micron usando un semplice trattamento direttamente sulla superficie del silicio”, ha raccontato Daichi Irishika, che ha coordinato il progetto dell’ateneo giapponese.
Il grafene, per produrre energia anche con la pioggia
Cambiare le caratteristiche delle materie prime non basta, secondo altri ricercatori. Per fare meglio, c’è chi ha deciso di affidarsi al grafene. Alcuni ricercatori cinesi, hanno dato vita ad un pannello dotato di uno strato di grafene (uno strato di carbonio con lo spessore di un atomo, disposto in una struttura simile a quella di un alveare), che produce energia anche con la pioggia.
Gli esperti hanno testato la cella di Grätzel, così è denominata la nuova cella rivestita dal grafene, grazie ad una miscela di acqua e sale (si è provato a riprodurre la pioggia), notando che l’idea funziona. Quando l’acqua ha toccato la superficie dei pannelli solari, le particelle ionizzate di sale nell’acqua (ammonio, sodio e calcio, caricate positivamente) sono state separate dall’acqua per produrre elettricità.
Il nuovo pannello fotovoltaico è ancora in fase di sviluppo: l’efficienza nella conversione è del 10/11%, con un record del 15% raggiunto da alcuni prototipi. In fase di test, i pannelli hanno mostrato una conversione di energia pari al 6,53%. Si lavora ancora, dunque, per migliorare le prestazioni.
C’è da dire, anche, che l’acqua piovana contiene una varietà grande di ioni, ma non è salata. I ricercatori cinesi, quindi, dovranno capire come i pannelli potranno generare energia in situazioni più simili a quelle dell’acqua piovana.