Celle fotovoltaiche, uno studio mette in discussione i metodi di produzione

I presupposti teorici dei processi chimici usati negli ultimi 20 anni nella fabbricazione delle celle solari per pannelli fotovoltaici sarebbero imprecisi. A rivelarlo è uno studio realizzato dall’Università del Lussemburgo e pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications.

Struttura di una cella fotovoltaica

Per comprendere l’oggetto della ricerca è opportuno prima capire come è fatta la struttura di un pannello fotovoltaico. Questi dispositivi, in grado di convertire l’energia solare in energia elettrica, assorbono la luce e in questo modo eccitano gli elettroni generando corrente elettrica. Ciò è possibile grazie all’interazione di diversi strati di semiconduttori e metalli presenti nel pannello. Le celle, in particolare, vengono realizzate con un procedimento complesso in cui diversi elementi chimici vengono depositati su un substrato di vetro, tipicamente per evaporazione. Si tratta insomma di una sorta di crescita strato dopo strato.

Vecchio approccio

L’efficienza di queste celle migliora con l’aggiunta di sodio, ma questo elemento inibisce allo stesso tempo la miscelazione di gallio e indio con risultati negativi in termini di omogeneità di prestazioni. Per questo motivo, in passato, gli studiosi hanno optato per l’aggiunta del sodio dopo la conclusione del processo di “crescita” della cella.

La scoperta

Di opinione diversa sono invece gli scienziati dell’Unità di ricerca di fisica e scienze dei materiali dell’Università del Lussemburgo, che nello studio realizzato con quattro partner internazionali hanno dimostrato come la situazione sia più complessa e hanno proposto un diverso approccio. L’idea è quella di realizzare lo strato che ricopre la cella come un singolo elemento, in questo modo l’aggiunta di sodio contribuisce a omogeneizzare la distribuzione degli elementi e non impatta più in maniera negativa sulle performance del pannello.