Una progettazione delle celle solari finalizzata a una maggiore efficienza
I nuovi materiali nanocompositi e i nuovi processi per le applicazioni a celle solari sviluppati nell'ambito del progetto SNAPSUN , finanziato dall'UE, promettono efficienze superiori del 25 %. Per la loro riuscita, è fondamentale controllare le dimensioni delle nanoparticelle di silicio e la distribuzione del silicio in massa, oltre a estendere i potenziali materiali matrice ospite da poter utilizzare. Tutti i suddetti elementi sono critici per controllare la banda proibita di energia, che incide direttamente sull'assorbimento spettrale e sull'efficienza con cui l'energia solare viene convertita in elettricità. Finora, non esistevano processi o materiali idonei disponibili. Per riuscire simultaneamente a rispettare le specifiche tecniche e a ridurre i costi di produzione, il team ha sviluppato nuovi processi di fabbricazione scalabili a bassa temperatura, basati su metodi di deposizione consolidati. I metodi hanno consentito una produzione su scala industriale di lotti di nanoparticelle di silicio, senza pregiudizio per la qualità e la solidità. Le nanoparticelle sono state incorporate in matrici ospiti della banda proibita per potersi avvalere dell'ingegneria degli intervalli proibiti per maggiori efficienze. Con un nuovo metodo di tomografia con microscopio elettronico per la visualizzazione a 3D dei nanocompositi SNAPSUN, i ricercatori hanno ottenuto una risoluzione in nanoscala e hanno dimostrato un'altissima densità di nanoparticelle e una distribuzione granulometrica ristretta. SNAPSUN ha consentito la deposizione su larga scala di nanocompositi su substrati a basso costo (alcuni dei quali erano anche flessibili) e un assorbimento ottico di film sottili (meno di 1 micron) superiore all'85 %. I risultati preliminari ottenuti da materiali nanocompositi incorporati in celle solari di prova di concetto sono stati incoraggianti, spianando il cammino verso l'ottimizzazione e la commercializzazione.
