Step cell, il fotovoltaico ‘a gradini’ efficiente ed economico

La sfida del fotovoltaico è sempre la stessa: abbattere i prezzi aumentando il più possibile l’efficienza delle celle. Sebbene negli ultimi anni si siano compiuti importanti passi in avanti, soprattutto a livello di costi, la ricerca non si ferma e continua a progredire. L’ultima importante novità arriva da un lavoro congiunto fra due dei più celebri istituti di ricerca al mondo. Parliamo del MIT (Massachusetts Institute of Technology) e del Masdar Institute, negli Emirati Arabi Uniti, che hanno sviluppato una cella solare a doppio strato, battezzata ‘step cell’, che promette elevata efficienza a fronte di costi molto più ridotti rispetto ai tradizionali moduli.

Un design multistrato innovativo

L’innovazione risiede soprattutto nel design della cella. I ricercatori hanno infatti assemblato il noto silicio cristallino al fosfuro di arseniuro di gallo (GaAsP), come già testato in numerose applicazioni, ma hanno progettato una struttura ‘a gradini sfalsati’ che consente di intrappolare un numero maggiore di fotoni. Grazie a questa nuova architettura interna delle celle il fosfuro, posto in superficie, cattura i fotoni ad alta energia mentre il silicio assorbe quelli a bassa energia, provenienti sia dallo strato superiore sia dall’ambiente.

Record di efficienza: 35%

Il risultato è un modulo fotovoltaico multigiunzione la cui efficienza teorica è stata stimata superiore al 40% mentre quella registrata a livello pratico si attesta al 35%. Una percentuale molto alta se si considera che l’attuale detentore del record mondiale di efficienza ha raggiunto solo il 24,1% e che in media un pannello in silicio cristallino fatica a superare il 20%.

Commercializzazione in 2 anni

Il lavoro del team è stato recentemente presentato alla 43° IEEE Photovoltaic Specialists Conference, tenutasi lo scorso giugno a Portland, nell’Oregon e pubblicato nel Journal of Applied Physics ma è molto probabile che si passi presto dalla teoria alla pratica. Grazie ai costi di fabbricazione molto bassi l’ingresso sul mercato potrebbe avvenire addirittura nel giro di un paio di anni. I due professori responsabili del progetto, Ammar Nayefh del Masdar Institute ed Eugene Fitzgerald del MIT, non vogliono farsi trovare impreparati e hanno già fondato una start-up per la commercializzazione della tecnologia che al momento è stata pensata principalmente per applicazioni industriali.