Un team di scienziati del National renewable energy laboratory (Nrel) ha messo a punto una nuova cella solare a sei giunti con un’efficienza del 47,1%. Il dispositivo detiene ora il record mondiale per la più alta efficienza di conversione solare misurata con illuminazione concentrata. Una variante della stessa cella detiene lo stesso record sotto l’illuminazione del sole, con un valore pari al 39,2%. “Questo dispositivo dimostra davvero lo straordinario potenziale delle celle solari multigiunzione“, spiega in una nota John Geisz, autore principale dello studio, pubblicato sulla rivista Nature energy.
Costruzione del dispositivo
Il dispositivo è stato realizzato dai ricercatori del Nrel ricorrendo ai materiali III-V, così chiamati per la loro posizione sulla tavola periodica, che si caratterizzano per una vasta gamma di proprietà di assorbimento della luce.“Ciascuna delle sei giunzioni della cellula (gli strati fotoattivi) è appositamente progettata per catturare la luce da una parte specifica dello spettro solare. Il dispositivo contiene circa 140 strati totali di vari materiali III-V per supportare le prestazioni di queste giunzioni, e tuttavia è tre volte più stretto di un capello umano”, spiega la nota.
Applicazioni
Le celle solari III-V sono spesso utilizzate per alimentare i satelliti, che premiano le prestazioni senza pari di III-V. Ciò è legato alla loro natura altamente efficiente e ai costi associati alla loro realizzazione. Per quanto riguarda, invece, l’utilizzo sulla Terra, le celle solari a sei giunzioni sono adatte per l’uso nel fotovoltaico a concentrazione.
Pannelli più efficienti grazie ai riflettori a specchio
Un altro esempio di come l’innovazione possa migliorare l’efficienza energetica dei pannelli fotovoltaici è la soluzione messa a punto da un gruppo di scienziati indiani del National Institute of technology, del Center for energy and environmental engineering e della Shoolini university. Si tratta in particolare di una nuova tecnica di modellizzazione per migliorare la produzione di un sistema fotovoltaico utilizzando i riflettori a specchio. Grazie a questo modello, il team di studiosi ha dimostrato un aumento della resa energetica di oltre il 20% in un sistema fotovoltaico dotato di moduli multicristallini installati ad alta quota nella regione indiana dell’Himalaya, durante l’estate.
In particolare il modello proposto, secondo i suoi creatori, “è stato concepito per determinare gli angoli di inclinazione ottimali per i riflettori durante i quali la radiazione massima riflessa cade sul pannello fotovoltaico durante il giorno”. Nonostante la tecnologia non sia ancora sostenibile da un punto di vista economico, gli studi mostrano che è possibile raggiungere rese di potenza più elevate senza influire in modo significativo sulla temperatura del modulo.
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