celle fotovoltaiche, nuovi materiali per le
celle fotovoltaiche, nuovi materiali per le
cèlle fotovoltàiche, nuòvi materiali per le. – La produzione di energia fotovoltaica (v. ) è basata sull’uso di materiali semiconduttori. Le celle solari di terza generazione si basano su materiali nuovi per il fotovoltaico, con prestazioni più o meno promettenti a seconda dei casi, ma tutti sviluppati con lo specifico intento di migliorare nettamente il rapporto esistente tra costo di produzione ed energia prodotta. Tra questi materiali, o le loro combinazioni, almeno tre meritano di essere menzionati. Combinando nello stesso dispositivo due o più celle di materiali diversi, in grado di sfruttare differenti regioni dello spettro solare, sono state prodotte celle a giunzione multipla che hanno ottenuto rendimenti molto elevati (30% e oltre) e sono state utilizzate in satelliti per telecomunicazioni. Queste celle si basano sulla combinazione di GaAs, fosfuri di indio e gallio (InP e GaP) o germanio (Ge). Le applicazioni terrestri di tali sistemi non sono previste in tempi brevi, per via dei costi elevati. In secondo luogo, uno sforzo di ricerca molto intenso riguarda il campo delle celle organiche, che prevedono l’utilizzo di semiconduttori molecolari. Queste hanno il vantaggio che il materiale organico di partenza è poco costoso e facile da produrre, non richiedendo ambienti puliti come accade per la produzione di silicio cristallino. Inoltre, i semiconduttori organici sono materiali flessibili e semitrasparenti che si possono anche stampare su superfici varie, inclusi tessuti per abbigliamento. Tuttavia, per il momento hanno un’efficienza molto bassa, inferiore al 5%, e sono caratterizzati da scarsa stabilità e tendenza a degradarsi. Il terzo tipo di celle di nuova generazione, anche note come celle di Grätzel (v. ), è quello fotoelettrochimico. Anche tali celle, attualmente basate su film spessi 10 μm di particelle di TiO2 (ciascuna delle quali con diametro di circa 20 nm) intercalate da cavità in cui sono assorbite le molecole di colorante organico, hanno un’efficienza limitata (7÷8%), e quindi non sono ancora competitive sul mercato del fotovoltaico; si attende tuttavia di aumentarne l’efficienza sino al 15%.