Riuscire a produrre un modulo fotovoltaico utilizzando materiali poco costosi e disponibili in maggior quantità, rispetto al silicio di cui sono composti, era fin’ora poco conveniente ed inefficace.
Il problema stava nel fatto che, generalmente, i semiconduttori più diffusi, meno costosi del silicio, non potevano essere “doppati” chimicamente, per migliorarne l’efficienza, perché le sostanze diffondevano attraverso il materiale delle giunzioni p-n disgregandole e allo stesso tempo il semiconduttore degradava, abbattendo drasticamente l’efficienza della cella.
Moduli SFPV risolvono il problema
L’ acronimo SFPV sta per screening-engineered field-effect photovoltaics e nasce dalla ricerca condotta dall’Università della California e del Berkeley Lab.
Applicando un debole campo elettromagnetico è possibile indurre giunzioni p-n prodotte con semiconduttori aggirando il problema del contatto fra sostanze chimiche e materiali.
Le concentrazioni di portatori di carica all’interno del semiconduttore sono manipolati dall’esposizione ad un campo elettrico che richiede, per rimanere attivo, una ridotta quantità di energia che diventa ininfluente durante la presenza di luce solare.
La novità, oltre al fatto di poter evitare la reazione fra i materiali, sta nella precisa geometria dell’elettrodo superiore che permette il trasferimento di energia. Viene infatti realizzato il più piccolo possibile, probabilmente anche con l’apporto del grafene.
Questa ricerca apre le porte a decine di nuovi semiconduttori (ossidi di metallo, solfuri e fosfuri): l’obiettivo è di individuare quelli con il maggiore potenziale a basso costo ma ad alta efficienza per produrre celle solari.
Naturalmente l’ingresso su scala commerciale richiederà un aggiornamento delle procedure per la produzione della nanostruttura degli elettrodi ma i ricercatori sono positivi in merito: “We think that adoption by existing manufacturers could happen relatively soon.“