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Celle fotovoltaiche di tipo “all-oxide”

Un progresso tecnico basato su nuove combinazioni di ossidi metallici semiconduttori potrebbe rivoluzionare la fabbricazione delle celle fotovoltaiche (FV) e renderle meno costose e più efficienti.
Celle fotovoltaiche di tipo “all-oxide”
Le celle FV basate sul silicio hanno riscosso un notevole successo, e l’industria dell’energia solare sta crescendo a un tasso del 40–70 % all’anno. Tuttavia, la produzione energetica globale ottenuta dalla radiazione solare ammonta soltanto allo 0,1 % dell’energia attualmente utilizzata. Per offrire una parte significativa della domanda energetica totale, è necessaria una nuova tecnologia fortemente dirompente.

Il progetto ALLOΧIDEPV, finanziato dall’UE, è stato lanciato per sviluppare questa nuova tecnologia fotovoltaica dirompente per la produzione di elettricità. I partner del progetto stanno esaminando concetti innovativi per le celle solari basati su materiali economici che si sono fatti strada nel corso dell’ultimo decennio come alternative promettenti ai costosi semiconduttori inorganici.

Le celle FV e i moduli “all-oxide”, ovvero formati solo da ossidi, sono interessanti per via della loro stabilità chimica, non tossicità e dell’abbondanza di molti ossidi metallici. Al giorno d’oggi, gli ossidi conduttivi sono largamente usati come elettrodi frontali in varie strutture di celle solari, ma solo pochi sono usati come assorbitori di luce. Lo sviluppo di ossidi metallici funzionali di questo tipo rappresenta il cuore del progetto.

I ricercatori di ALLOXIDEPV hanno sviluppato una serie di combinazioni di semiconduttori metallo ossido adatte per le celle FV. I nuovi materiali sono stati testati in biblioteche combinatorie di celle solari per esaminare le loro proprietà in condizioni operative reali. Degli strumenti di estrazione dei dati hanno svelato complesse correlazioni tra le proprietà dei materiali e le prestazioni del dispositivo.

I risultati del test hanno migliorato significativamente l’attuale comprensione della fisica che sta alla base del funzionamento dei dispositivi FV all-oxide. Attraverso la ricerca sistematica ed approfondita degli ossidi metallici a più componenti, i ricercatori di ALLOXIDEPV sperano di superare i limiti degli ossidi conosciuti e di consentire una conversione dell’energia solare efficiente, a basso costo e duratura.

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Keywords

All-oxide, celle fotovoltaiche, semiconduttori ossidi metallici, silicio, energia solare