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Celle solari al silicio nero per catturare più luce
Nella ricerca per generare più energia dalle celle solari, molti scienziati hanno messo gli occhi sulla luce infrarossa.
L'esplosione di un laser appositamente sintonizzato in presenza di gas di zolfo altera la struttura delle celle solari per assorbire la luce infrarossa. Attestazione: Fraunhofer
Circa un quarto dell'energia della luce solare viene essenzialmente persa nelle celle solari perché non possono convertire la luce nello spettro infrarosso in elettricità. Ciò ha portato a un campo di ricerca attivo nel cosiddetto silicio nero, in cui la superficie delle celle solari di silicio viene modificata per assorbire piuttosto che riflettere la luce infrarossa.
L'istituto di ricerca tedesco Fraunhofer afferma di aver sviluppato un modo per raddoppiare l'efficienza del silicio nero. Se incorporata nella produzione fotovoltaica esistente, la tecnica potrebbe migliorare l'efficienza delle celle al silicio, che in media si aggira intorno al 17%, dell'1%. A seconda del costo che la tecnologia aggiungerebbe, ciò potrebbe aiutare a ridurre il costo dell'energia solare.
Il silicio nero viene prodotto colpendo le celle solari con i laser in presenza di gas di zolfo per modificare la struttura delle celle. Questo struttura la superficie e integra gli atomi di zolfo nel reticolo di silicio, facendo apparire nero il materiale trattato, spiega Stefan Kontermann, che dirige il gruppo di ricerca Nanomaterials for Energy Conversion presso il Fraunhofer Institute, in un dichiarazione .
I ricercatori di Fraunhofer hanno migliorato l'efficienza del silicio nero controllando l'impulso laser che spinge gli atomi di zolfo nella cella di silicio. La modifica della posizione dello zolfo riduce la quantità di energia infrarossa necessaria per eccitare gli elettroni in modo che vengano convertiti in elettricità. Crea efficacemente un livello di energia intermedio in cui più luce infrarossa è in grado di produrre elettricità. Abbiamo usato gli impulsi laser per alterare lo zolfo incorporato al fine di massimizzare il numero di elettroni che possono salire riducendo al minimo il numero che può tornare indietro, afferma Kontermann.
I ricercatori hanno realizzato un prototipo di dispositivo e sperano di sviluppare un algoritmo per determinare al meglio come modificare gli impulsi laser per modificare il livello di energia dello zolfo. Fraunhofer ha affermato che intende creare una società spin-off per commercializzare la ricerca in modo che i produttori possano realizzare celle solari tandem con silicio normale e nero.
Il National Renewable Energy Laboratory in Colorado ha sviluppato un trattamento chimico per migliorare le prestazioni del silicio nero, che è stato concesso in licenza da Tecnologia Natcore (vedi Il silicio nero rende le celle solari più economiche).