Energia solare: pannelli solari efficienti con componenti sostenibili
Una nuova tecnologia è riuscita a rendere alta l’efficienza di pannelli solari costruiti con bronzo e ottone, materiali più sostenibili e abbondanti e non tossici.
I pannelli solari sono importanti per impostare una vita più sostenibile su questo pianeta, ma perché siano davvero efficaci devono essere efficienti, economici e non tossici. Una nuova tecnologia potrebbe renderli più sostenibili riuscendo a produrli a base di bronzo e ottone, due materiali molto più abbondanti rispetto alle attuali terre rare utilizzate per produrli e soprattutto non tossici.
Il team DGIST ha preparato celle solari che ha chiamato CZTSSe e una di esse ha mostrato un record mondiale di efficienza di conversione del 12,6%.
L’importanza di questa nuova tecnologia risiede nel fatto che tale efficienza è stata realizzata dal team, guidato dal Dr. Jin-Kyu Kang e dal Dr. Dae-Hwan Kim, in pannelli solari che hanno al loro interno bronzo e ottone, materiali che di solito non riescono a raggiungere questa elevata performance nelle celle solari.
Le celle solari a film sottile che usano bronzo (Cu-Sn) e ottone (Cu-Zn) come materiali di base sono composte da materiali atossici e abbondanti e sono stati studiati in tutto il mondo per il loro basso costo, elevata durata e sostenibilità.
Tuttavia, l’utilizzo di queste leghe nella tecnologia dei film sottili ha i suoi svantaggi. Sebbene l’efficienza teorica di questi pannelli corrisponda all’efficienza dei prodotti di punta del mercato, in pratica essi tendono a sottoperformare drasticamente.
Ciò è dovuto alla formazione di vari difetti nei materiali che minano il flusso di corrente, con conseguente perdita nell’elettricità generata.
I ricercatori sono riusciti nel loro intento giocando con il profilo di ricottura, che ha un forte effetto sulla granulometria del film sottile CZTSSe: maggiore è il tempo di ricottura e più elevata la temperatura, maggiori sono i granuli e minore è la perdita di elettricità.
Tuttavia, con l’aumentare del tempo e della temperatura di ricottura si verifica un cambiamento nelle proprietà del film sottile: per aggirare questo problema, il team ha utilizzato uno speciale metodo che ha permesso ai grani di CZTSSe di crescere a un ritmo più rapido.
La nostra tecnologia ha diverse applicazioni, compresi dispositivi elettronici, articoli per la casa, edifici e veicoli. Le celle solari CZTS sono prive degli attuali inconvenienti generati dai metalli tossici e rari. Possiamo installarle ovunque.
Concludono i ricercatori.
- Effect of Cu–Sn–Se Liquid Phase on Grain Growth and Efficiency of CZTSSe Solar Cells (Advanced Energy Materials)
