I pannelli solari low cost potrebbero diventare realtà

Da oggi i pannelli solari a basso costo potrebbero diventare una realtà. La notizia arriva dal Technion-Israel Institute of Technology, dove un gruppo di ricercatori ha trovato una soluzione tecnologica per rendere meno costoso il processo di manifattura dei pannelli solari.

Il problema è infatti che, per continuare a diffondersi e competere con l’energia prodotta dai combustibili fossili, l’energia solare deve diventare più efficiente e meno costosa. Soprattutto nelle fasi di crisi economica come quella attuale. La tecnologia dominante nel campo dell’energia solare, è oggi quella dei pannelli solari a base di silicio, i cui costi sono molto elevati. Questi costi di produzione, insieme alla crisi economica, hanno provocato, negli ultimi anni, una riduzione dell’adozione di pannelli per l’energia fotovoltaica da parte sia degli enti pubblici che privati, con un conseguente rallentamento della diffusione di impianti. L’unica alternativa possibile, almeno fino alla pubblicazione dello studio del Technion-Israel Institute of Technology, sembrava essere rappresentata dall’adozione di pannelli solari che utilizzano nanocristalli inorganici o “punti quantici”, i quali però sono generalmente meno efficienti nel trasformare l’energia solare in energia elettrica.

Oggi questo limite non dovrebbe più costituire un problema, in quanto i ricercatori del Technion-Israel Institute of Technology hanno trovato una nuova modalità per generare un campo elettrico all’interno dei punti quantici, così da renderli più adatti alla costruzione di pannelli solari costituiti da nanocristalli e a basso consumo energetico.

Il professor Nir Tessler, del Nano-Electronics Zisapel Centre, presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica del Technion, insieme al suo gruppo di lavoro, ha condotto una ricerca, pubblicata sul numero di ottobre della rivista scientifica Nature Materials, dal titolo “Molecular control of quantum-dot internal electric field and its application to CdSe-based solar cells”, in cui vengono descritte le proprietà dei punti quantici e la loro capacità di rendere virtuoso e, allo stesso tempo, economico un pannello solare.

I punti o nanocristalli quantistici “sono dei materiali promettenti per costruire pannelli solari efficienti, a basso costo e caratterizzati dalla produzione di una grande quantità di energia solare, grazie a delle insolite proprietà elettroniche di cui sono dotati”, ha dichiarato il professor Tessler.

Ma che cosa sono e in che modo funzionano i punti quantici o nanocristalli? Si tratta di particelle che caratterizzano i materiali dei semi-conduttori elettrici, la cui taglia è talmente piccola che gli elettroni che li costituiscono non avrebbero alcun valore per la produzione di energia. Le dimensioni di un punto quantico, però, dipendono dalla quantità di luce che il punto è in grado di assorbire. Di conseguenza, tramite il cambiamento della dimensioni di un punto quantico, sarebbe possibile massimizzare la sua capacità di raccogliere la luce anche all’interno dei pannelli solari. Affinché l’energia solare possa essere trasformata in energia elettrica, i punti quantici devono condividere gli elettroni in maniera efficiente. Quest’ultimo era l’unico aspetto tecnico che non si riusciva a controllare, e che sfociava sempre in risultati non soddisfacenti nell’utilizzo dei nanocristalli nella costruzione dei pannelli solari.

Il merito dello studio del gruppo di lavoro di Tessler è stato quello di oltrepassare questo ostacolo. I ricercatori infatti hanno trovato il modo di portare una carica elettrica per i punti quantici, ciascuna di un milionesimo delle dimensioni del punto. Sul piano tecnico, questo significa che sono stati in grado di generare forti campi elettrici all’interno dei punti tramite due molecole organiche diverse. I gruppi chimici che attaccano le molecole alla superficie dei punti generano, infatti, il campo elettrico.

Al di là delle considerazioni di tipo tecnico e scientifico, i ricercatori hanno trovato un metodo per utilizzare i nanocristalli in maniera efficiente nel settore del fotovoltaico. L’obiettivo di Tessler è quello di combinare questi risultati con i loro esperimenti precedenti, al fine di scoprire metodi ancora più efficienti per la produzione di energia pulita.

La scoperta dei ricercatori del Technion-Israel Institute of Technology rappresenta un importante passo in avanti nel mondo delle energie pulite e dell’efficienza energetica, ma non solo. Considerata da un punto  di vista più ampio, potrebbe rappresentare un importante tassello anche nel campo, più in generale, della green economy. I pannelli solari low cost, caratterizzati da prezzi più accessibili, potrebbero avere una diffusione più ampia, creando così parte di quell’indotto industriale basato sul rispetto dell’ambiente, che sta alla base della stessa green economy.

Donatella Scatamacchia