Gli scienziati del Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford hanno sviluppato una nuova tecnologia per generare quantità crescenti di energia solare senza l’utilizzo dei tradizionali pannelli a base di silicio, che sono rigidi e richiedono installazioni specifiche come tetti o grandi campi solari.
Si tratta di un materiale ultrasottile – quasi 150 volte più sottile di una lamina di silicio – e flessibile, che può essere applicato su una vasta gamma di superfici comuni come zaini, automobili, edifici e persino telefoni cellulari, con la promessa di ridurre ulteriormente i costi dell’energia solare e di renderla una delle forme più sostenibili di energia rinnovabile.
Un nuovo materiale e una nuova tecnica per generare più energia solare
La chiave dell’innovazione è una tecnica pionieristica chiamata “multi-giunzione”, che consiste nell’impilare più strati di materiali che assorbono luce in una singola cella solare. Ciò permette di catturare una gamma più ampia dello spettro luminoso, aumentando l’efficienza di conversione di luce solare in energia elettrica.
Grazie a questo approccio, il nuovo materiale ha raggiunto un‘efficienza energetica superiore al 27% rispetto ai tradizionali pannelli solari al silicio che solitamente hanno un’efficienza che si aggira attorno al 22%. L’Istituto Nazionale di Scienza e Tecnologia Industriale Avanzata del Giappone (AIST) ha certificato il materiale prima della pubblicazione dello studio scientifico dei ricercatori, prevista per quest’anno.
Oxford oltre i limiti del fotovoltaico: verso efficienze superiori al 45%
“Nel corso di cinque anni di sperimentazione con il nostro approccio a impilamento o multi-giunzione, abbiamo aumentato l’efficienza di conversione della potenza da circa il 6% a oltre il 27%, avvicinandoci ai limiti di ciò che il fotovoltaico a strato singolo può raggiungere oggi,” ha sottolineato Shuaifeng Hu, Post Doctoral Fellow at Oxford University Physics. “Crediamo che, col tempo, questo approccio potrebbe permettere ai dispositivi fotovoltaici di raggiungere efficienze ben superiori, superando il 45%.”
Ridurre il costo e aumentare la sostenibilità dell’energia solare
Dal 2010 il costo medio globale dell’elettricità solare è diminuito di quasi il 90%, rendendola quasi un terzo più economica rispetto a quella generata dai combustibili fossili. Le innovazioni promettono ulteriori risparmi sui costi, poiché nuovi materiali, come la perovskite a film sottile, riducono la necessità di pannelli di silicio e di centrali solari costruite appositamente.
“Possiamo immaginare che i rivestimenti in perovskite vengano applicati a una più ampia gamma di superfici per generare energia solare a basso costo, come i tetti di automobili ed edifici e persino il retro dei telefoni cellulari. Se si potesse generare più energia solare in questo modo prevediamo una minore necessità, nel lungo termine, di utilizzare pannelli a base di silicio o di costruire sempre più centrali solari” ha affermato Junke Wang, Marie Skłodowska Curie Actions Postdoc Fellow at Oxford University Physics.
Dalla ricerca di Oxford alla produzione su larga scala in Germania
I ricercatori sono tra i 40 scienziati che lavorano sul fotovoltaico guidati dal professore di energia rinnovabile Henry Snaith presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford. Il loro lavoro pionieristico nel fotovoltaico e in particolare l’uso della perovskite a film sottile è iniziato circa un decennio fa e beneficia di un laboratorio robotico su misura. Il potenziale commerciale è forte tanto che ha già iniziato a trovare applicazione nei settori delle utilities, della costruzione e della produzione automobilistica.
Oxford PV, una società britannica nata come spin-off del Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford nel 2010, per commercializzare il fotovoltaico in Perovskite, ha recentemente avviato la produzione su larga scala di fotovoltaico a Perovskite presso la sua fabbrica di Brandenburg-an-der-Havel, vicino a Berlino, in Germania.
“Inizialmente abbiamo esaminato i siti del Regno Unito per avviare la produzione, ma il governo deve ancora eguagliare gli incentivi fiscali e commerciali offerti in altre parti d’Europa e negli Stati Uniti”, ha dichiarato il professor Snaith. “Finora il Regno Unito ha pensato all’energia solare esclusivamente in termini di costruzione di nuovi parchi solari, ma la vera crescita verrà dalla commercializzazione delle innovazioni: speriamo vivamente che la neonata British Energy rivolga la sua attenzione a questo”.
