Svolta nel fotovoltaico: creato in laboratorio un materiale capace di interagire con la luce

da Hardware Upgrade :

Ogni settore ha il suo Santo Graal e quello del fotovoltaico si chiama fotovoltaico ferroelettrico; per anni la ricerca si è ritrovate in strade senza uscita lastricate di fallimenti, finché un team di scienziati del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento dell’Energia, in collaborazione con l’Università di Berkeley, non ha individuato una perovskite con proprietà ferroelettriche e, partendo da qui, ha creato un nuovo materiale.

Si definisce “ferroelettrico” un materiale dotato di polarizzazione spontanea commutabile, in grado quindi di produrre elettricità in modo autonomo; nelle celle solari per far si che l’irradiamento solare venga convertito in energia è necessaria la presenza di un campo elettrico che separi le cariche positive da quelle negative.

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L’industria del settore ottiene questo campo “drogando” i semiconduttori con sostanze chimiche in modo che uno strato del dispositivo porti una carica positiva e un altro strato una carica negativa; questo stratagemma permette agli elettroni di fluire dal lato negativo a quello positivo, e garantire la produttività dell’impianto.Come è facile intuire però questo processo comporta costi di produzione in aumento a mano a mano che i processi produttivi diventano più lunghi e complessi.

Nel fotovoltaico ferroelettrico, d’altra parte, il semiconduttore è naturalmente dotato un campo elettrico incorporato e non ha quindi bisogno di alcuna aggiunta a livello chimico: il materiale creato a Berkley si compone di cesio e germanio – il CsGeBr3 o CGB – ed è anche una perovskite ad alogenuri senza piombo. “Se riesci a immaginare un materiale solare senza piombo che non solo raccolga energia dal sole, ma abbia anche il vantaggio aggiuntivo di avere un campo elettrico formato naturalmente e spontaneamente, le possibilità nell’industria fotovoltaica e dell’elettronica sono piuttosto eccitanti”, ha affermato Peidong Yang, co-autore della ricerca pubblicata sulla prestigiosa rivista Science Advances.

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Basterebbe questo per definire la scoperta epocale, il composto aveva altro da mostrare: durante i test sulle misurazioni della fotoconduttività i ricercatori hanno infatti scoperto che l’assorbimento della luce nel materiale è sintonizzabile ed in grado di spaziare fra lo spettro visibile a quello degli ultravioletti, ovvero radiazioni elettromagnetiche invisibili all’occhio umano fortemente ionizzanti e con un potere fotoelettrico.

Un aspetto estremamente raro nel fotovoltaico ferroelettrico e che rende la scoperta ancora più eccezionale.


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