Celle solari ultrasottili…e promettenti

I ricercatori dell'Angstrom Solar Center dell'Università di Uppsala, in Svezia, stanno perfezionando un nuovo tipo di dispositivi fotovoltaici ultrasottili, chiamati celle solari CIGS, il cui bilancio tra efficienza, convenienza e praticità risulta piuttosto promettente.
Per quanto riguarda l'efficienza energetica della cella, vale a dire la frazione della luce solare incidente che viene effettivamente convertita in energia elettrica, il gruppo di studio svedese ha realizzato moduli di quattro centimetri di lato ottenendo un'efficienza record pari a 16,6%. Altri gruppi di ricerca stanno registrando risultati interessanti nell'utilizzo di questo tipo di celle. La Showa Shell (Giappone) detiene l'attuale record per superfici maggiori: con un'area utile di 3460 cm² l'efficienza raggiunta è del 13,4%, mentre lo statunitense National Renewable Energy Laboratory (NREL) ha messo a punto celle di appena 0,405 cm² in grado di sviluppare energia elettrica con un'efficienza del 19,5%.

Il nome delle celle di nuova generazione deriva dagli elementi che costituiscono lo strato semiconduttore: rame (Cu), indio (I), gallio (G) e diselenio (Se₂). Tipicamente la struttura è costituita da una lamina di vetro sulla quale vengono deposti uno strato di molibdeno (polo positivo), uno strato buffer ultrasottile di solfuro di cadmio (CdS), il pacchetto CGIS in grado di assorbire la luce solare, e infine il contatto negativo, costituito da una superficie di ossido di zinco. Il tutto per uno spessore totale di tre micron. Per utilizzare un termine di paragone più familiare, le sue dimensioni non vanno oltre qualche centesimo dello spessore di un capello.
La bassa concentrazione di corpuscoli nell'aria può garantire la deposizione di film sottili di alta qualità. Per questa ragione le celle CIGS vengono prodotte in ambienti sterili.
È importante precisare che l'espressione ‘film sottile' non fa riferimento all'effettivo spessore della lamina ma piuttosto alla tecnica di deposizione dello strato: sottili film di celle sono deposti in strati consecutivi di atomi, molecole o ioni. Ciò determina notevoli vantaggi rispetto alle corrispondenti celle con sezione più spessa, ad esempio un minor utilizzo di materiale a fronte di un'area attiva analoga, cui consegue un minor dispendio di energia nella fase di produzione. Inoltre, il processo di deposizione può avvenire su larghe superfici, è possibile l'assemblaggio industriale automatizzato delle celle in moduli e l'applicazione su substrati flessibili.

Fonte: Università di Uppsala

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