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In America,
presso il NREL (National Renewable Energy Laboratory), una struttura
del Dipartimento dell'Energia USA, in collaborazione con la Spectrolab,
che ha il suo quartier generale vicino a Los Angeles, un'azienda
specializzata nella costruzione di celle solari per satelliti, gli
scienziati hanno ottenuto il nuovo record mondiale di energia pulita.
I due laboratori, infatti, sono riusciti a creare una cella fotovoltaica
capace di convertire la luce solare in elettricità con un'efficienza
del 32,3%, valore mai raggiunto prima. Certo, si tratta di un risultato
di laboratorio e la tecnica è così costosa da scoraggiare, almeno
per il momento, l'applicazione pratica. Tuttavia, questo è il risultato
più straordinario finora ottenuto nel campo delle fonti energetiche
rinnovabili.
Il principio fisico alla base dell'esperimento americano è quasi
lo stesso del principio che negli anni Cinquanta ispirò le prime
celle solari per i satelliti: quando i fotoni colpiscono gli atomi
di certi materiali semiconduttori, come il silicio, questi ultimi
liberano elettroni.
Incanalando gli elettroni liberati, si può fare in modo che scorrano
in un circuito esterno. Questo serve per ottenere una corrente elettrica
normale, che si può utilizzare senza passaggi intermedi.
Da alcuni anni le ricerche più avanzate in questo settore, riguardo
ai satelliti, si sono spostate dal silicio verso altri composti.
In più, è stato introdotto il concetto di "multigiunzione", ovvero
la sovrapposizione di più strati semiconduttori fatti di materiali
diversi. In questo modo, ciascuno strato può liberare elettroni
quando è colpito dalla luce, ma con una differente sensibilità alle
diverse frequenze dello spettro.
I fotoni non catturati dal primo strato potranno essere catturati
dal secondo, e così via. La percentuale di luce che filtra attraverso
la cella senza essere utilizzata viene così ridotta rispetto a una
monogiunzione.
I ricercatori Nrel e Spectrolab si sono serviti di una tripla giunzione
composta da fosfuro di gallio, indio, arseniuro di gallio e germanio.
Ognuno degli strati seminconduttori è capace di catturare in modo
diverso la luce ricevuta. Non solo. Gli scienziati americani per
il loro esperimento hanno utilizzato un sistema di lenti per concentrare
la luce. Così ogni cella fotovoltaica ha ricevuto una luminosità
47 volte superiore a quella che l'avrebbe colpita con una normale
esposizione al Sole. Tra l'altro l'uso dei concentratori, che possono
essere lenti o specchi, è considerato fondamentale, perché permette
di limitare la grandezza delle celle fotovoltaiche mantenendo intatta
l'energia che è stata prodotta.
Ora, a esperimento riuscito, la sfida per il governo e l'industria
privata sarà collaborare per far sì che questa tecnologia possa
essere usata nella vita di tutti i giorni.
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