Un gruppo di scienziati guidati dal professore Chinedu Ekuma, nei centri di ricerca della Leigh University (USA), ha presentato un nuovo prototipo di pannelli solari. Il progetto potrebbe portare ad un nuovo sistema di raccolta e produzione energetica, ancora più efficiente ed economica.
Il materiale quantistico sviluppato potrebbe superare le limitazioni degli attuali pannelli fotovoltaici, donando un'alta conversione per l'irraggiamento solare. Al momento i materiali più usati nella costruzione di tali sistemi sono il silicio monocristallino e la perovskite, ma il problema è che ci sono delle difficoltà legate al loro impiego. Il nuovo materiale, invece, non avrebbe le stesse difficoltà, ma anzi introduce diversi vantaggi.
Come sono arrivati ad un tale materiale per i pannelli fotovoltaici?
Dai dati pubblicati sulla rivista Science Advances, si può notare come il prototipo sviluppato abbia mostrato negli esperimenti un'efficienza quantica esterna (EQE) che potrebbe superare il 190%, andando molto oltre l'80% di conversione. I risultati posseggono un tasso di miglioramento notevole rispetto alle tecnologia ora adoperate e superano di gran lunga il limite teorico di efficienza di Shockley-Queisser. Il segreto di questo successo risiede nell'uso di un materiale quantistico composto da germanio, selenio e solfuro di stagno, integrati con atomi di rame zerovalente. Tale mix crea un'eterostruttura con proprietà ottiche ed elettroniche perfette per l'assorbimento della luce solare dei pannelli e per la produzione di energia elettrica.
Gli scienziati hanno utilizzato una tecnica simile ad un "ricamo quantistico". Hanno inserito gli atomi di rame tra i materiali bidimensionali, migliorandone le proprietà. Tramite questa tecnica hanno creato un materiale con un livello di assorbimento sorprendente, posto nella regione dell'infrarosso e del visibile dello spettro elettromagnetico, garantendo un'elevata efficienza nella conversione dell'energia solare. Il lavoro pioneristico potrebbe davvero cambiare il futuro dei pannelli solari. Integrando nei sistemi la fisica quantistica, gli esperti hanno dimostrato quanto potenziale possa esserci nella produzione energetica dei pannelli fotovoltaici, aprendo la rotta verso un'adozione delle energie rinnovabili più veloce e accelerando la transizione sostenibile.