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L'impilamento delle celle potrebbe rendere il solare economico quanto il gas naturale
Quando gli esperti parlano delle future celle solari, di solito tirano fuori materiali esotici e fenomeni fisici. A breve termine, tuttavia, un approccio molto più semplice - impilare diversi materiali semiconduttori che raccolgono diverse frequenze di luce - potrebbe fornire un aumento dell'efficienza quasi pari a quello di qualsiasi progetto nuovo e radicale. E una nuova tecnica di produzione potrebbe presto rendere pratico questo approccio.
Acchiappasole : Una serie di obiettivi realizzati da Semprius concentra la luce su 132.000 minuscole celle solari.
L'avvio Sempre , con sede a Durham, nella Carolina del Nord, afferma di poter produrre celle solari impilate molto efficienti in modo rapido ed economico, aprendo la strada a efficienze fino al 50%. (Le celle solari convenzionali convertono meno del 25% dell'energia della luce solare in elettricità.)
Semprius ha escogitato tre innovazioni chiave: un modo economico e veloce per impilare le celle, un modo proprietario per collegare elettricamente le celle e un nuovo tipo di colla per tenere insieme le celle. Nei suoi progetti, Semprius utilizza minuscole celle solari singole, ciascuna con un diametro inferiore a un millimetro. Ciò riduce i costi per il raffreddamento e aiuta anche a migliorare l'efficienza.
Il modo convenzionale per impilare i semiconduttori consiste nel far crescere strati uno sopra l'altro. Ma non tutti i semiconduttori possono essere combinati in questo modo, perché la loro struttura cristallina non lo consente (vedi Il materiale adattivo potrebbe dimezzare il costo del solare). Semprius coltiva materiali semiconduttori in modo convenzionale, ma impila anche diverse combinazioni, risultando in un pannello solare in grado di catturare più energia dalla luce solare.
Torre solare : Una cella solare impilata realizzata da Semprius.
Semprius ha dimostrato celle composte da tre materiali semiconduttori impilati sopra una quarta cella solare che altrimenti non sarebbero state compatibili. Quest'anno ha realizzato due versioni del dispositivo, una con un'efficienza del 43,9 percento e l'altra, utilizzando materiali leggermente diversi, con un'efficienza del 44,1 percento.
Oltre ad essere veloce e preciso, l'approccio consente anche di riutilizzare i costosi wafer cristallini su cui vengono coltivate le celle solari multigiunzione. Alla fine l'azienda spera di impilare due dispositivi multigiunzione, per un totale di cinque o sei semiconduttori con prestazioni molto elevate, oltre il 50% di efficienza, afferma Scott Burroughs , vicepresidente della tecnologia di Semprius. Dice che la società spera di raggiungere questo obiettivo in tre o cinque anni.
L'unico problema è che le celle saranno più costose di quelle convenzionali. Sara Kurtz , uno dei principali scienziati del National Renewable Energy Laboratory, afferma che i costi non diminuiranno fino a quando la produzione non avverrà su larga scala.
Con economie di scala, tuttavia, tali celle potrebbero migliorare l'economia dell'energia solare. Su una scala da 80 a 100 megawatt all'anno di capacità produttiva, una cella con un'efficienza del 50 percento consentirebbe di raggiungere costi inferiori a cinque centesimi per kilowattora, afferma Burroughs. La US Energy Information Administration stima che le nuove centrali elettriche a gas naturale produrranno elettricità a 6,4 centesimi per kilowattora.