fotovoltaico di terza generazione

Nelle celle fotovoltaiche di prima e seconda generazione si riesce a convertire solo la fascia dello spettro solare a cui è sensibile il silicio, ossia nel dettaglio:

-blu --> sensibile in parte;

-verde-giallo --> particolarmente sensibile;

-rosso --> poso sensibile;

-infrarosso --> non sensibile.

Più della metà dello spettro solare non viene convertita e quindi la sua energia viene dispersa.

Con la terza generazione del fotovoltaico ci si sta spingendo oltre, il tentativo è quello di acquisire tutto lo spettro solare, e non solo la fascia di energia solare a cui è sensibile un singolo materiale.

Il principio è teoricamente di semplice comprensione: utilizzare vari materiali in modo da catturare le diverse fasce dello spettro solare.

Per ottenere questo risultato sono in fase di studio 2 metodi in particolare:

-il beam splitting (frazionamento del fascio)
Questo metodo consiste nel dividere lo spettro solare nelle varie frequenze grazie ad un prisma di vetro, e sparare le varie bande di frequenza (colori dello spettro) sulle celle fotovoltaiche di diversi materiali.

Per ora è solo in fase sperimentale, ma si è già riusciti a raggiungere un'efficienza del 30 % in laboratorio, dividendo lo spettro e direzionandolo su tre diverse celle:

-rosso --> germanio

-giallo-verde --> silicio

-blu-violetto --> arseniuro di gallio

A livello teorico il beam splitting può raggiungere un'efficienza superiore al 60%, ma per ora i costi produttivi sembrano troppo alti per essere ripagati dall' alta efficienza di queste celle.-le celle multigiunzione:

Quest'altro metodo consiste teoricamente nel sovrapporre più strati di film sottile di diversi materiali, di modo che ogni strato catturi una parte della radiazione incidente, sfruttando cosi tutto lo spettro solare.

A livello teorico si può raggiungere un rendimento dell' 86,8% (Green, 2002), in laboratorio per ragioni tecnologiche si è arrivati ad un rendimento massimo dell'41,1% riuscendo a sovrapporre tre strati di materiali diversi a film sottile in una cella a giunzione tripla, costituita da fosfuro di indio gallio, arseniuro di gallio-indio e substrato di germanio. Ovviamente per ora resta tutto in fase sperimentale con tutte le problematiche del caso.

Questi sono i limiti che si stanno cercando di infrangere dalle celle fotovoltaiche di terza generazione.

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