All’Istituto Fraunhofer di Materiali Meccanici Il futuro delle celle fotovoltaiche è trasparente
Ottimizzare l’estensione delle superfici da adibire a celle fotovoltaiche è una delle soluzioni che oggi si studiano per poter sfruttare al massimo fonti energetiche rinnovabili come la luce del sole. Facciate di palazzi che fungono da pannelli e, soprattutto, finestre. Il problema in quest’ultimo caso è ottenere una buona prestazione energetica mantendo però intatte, o quasi, le proprietà di trasparenza del vetro. Wolfgang Körner e altri ingegneri dell’Istituto Fraunhofer di Materiali Meccanici IWM di Friburgo in Germania stanno studiando una nuova tecnologia per rendere questo tipo di celle-finestra più efficienti.
Per ottenere delle celle fotovoltaiche trasparenti sono necessari due tipi di copertura del vetro: quella a base di n-conduttori, che conducono l’elettricità per mezzo degli elettroni, e quella di p-conduttori, dove dei buchi di elettroni permettono all’elettricità di scorrere. Il primo tipo di copertura è stato sviluppato con successo, mentre per il secondo i risultati sono ancora scarsi: le tecnologie messe a punto fino a oggi infatti conducono poca elettricità e spesso sono scarsamente trasparenti.
Körner e colleghi hanno sviluppato ora dei modelli e dei metodi che serviranno per creare nuove coperture di tipo n. Grazie alle immagini ottenute attraverso un microscopio elettronico gli scienziati hanno prima rilevato il tipo di bordi nella grana del materiale – irregolarità nella struttura cristallina regolare. Questi difetti sono stati modellati poi atomo per atomo: simulazioni ad hoc sono servite per calcolare come si distribuiscono gli elettroni nelle strutture, e quindi nel materiale. Da questi dati i ricercatori possono ricostruire quanto il materiale è conduttivo e trasparente. “Per esempio abbiamo trovato che il fosforo è adatto alla copertura p a base di ossido di zinco. Ma l’azoto è più promettente,” ha spiegato Körner.
