Focus Innovazioni

13.08.2021

Un gruppo di ricercatori in Germania scopre un nuovo materiale composto per aumentare la produttività delle celle solari

La ricerca della Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) sui cristalli ferroelettrici
I ricercatori dell’università tedesca Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) hanno condotto uno studio che ha dimostrato che l'effetto fotovoltaico dei cristalli ferroelettrici può essere aumentato notevolmente utilizzando strati di diversi materiali portando in questo modo ad una maggiore efficienza delle celle solari.

Nell'ambito di questa ricerca sono stati sperimentati nuovi materiali per le celle solari come quelli ferroelettrici, ovvero materiali che hanno cariche positive negative separate spazialmente, quali il titanato di bario, uno strano composto misto fatto di bario e titanio. A differenza del silicio, il materiale tradizionalmente usato per la realizzazione delle celle solari, i cristalli ferroelettrici non richiedono una giunzione p- n per creare l'effetto fotovoltaico e quindi non hanno bisogno di “drogare” nessuno strato, rendendo per questo motivo molto più semplice la produzione dei pannelli.

Il problema del titanato di bario puro e che non è in grado di assorbire un grande quantitativo di luce solare e quindi genera una foto corrente ridotta, ma la ricerca dell'università ha dimostrato che la combinazione di strati molto sottili di materiali diversi è in grado di aumentare la resa energetica solare: per questo motivo è importante che un materiale ferro elettrico sia alternato con un materiale para elettrico.

Il gruppo di studiosi guidati dal fisico Akash Bhatnagar del Center for Innovation Competence SiLi-nano di MLU ha scoperto che la resa fotovoltaica è molto più forte se lo strato ferroelettrico si alterna con due diversi strati paraelettrici. Il nuovo materiale è stato irradiato con luce laser ad alta potenza e ciò ha portato ad ottenere un flusso di corrente che era fino a 1000 volte più forte.

Per scoprire quali sono effettivamente le cause di questo risultato eccezionale dovranno essere effettuate ricerche ulteriori e più approfondite, ma Bhatnagar è comunque convinto che questo nuovo materiale possa essere utilizzato per la realizzazione di pannelli solari poiché, come gli ha dichiarato, la struttura dello strato mostra una resa maggiore in tutti gli intervalli di temperatura rispetto ai materiali ferroelettrici puri, e in aggiunta i cristalli sono significativamente più durevoli e non richiedono un imballaggio speciale.