I pannelli solari più efficienti al mondo sono realizzati in rame

Il pannello solare di dimensioni commerciali più efficiente al mondo è realizzato in rame. Ciò è stato confermato dall’Istituto per la ricerca sull’energia solare di Hamelin (ISFH), un’organizzazione non governativa tedesca che ha condotto test in modo indipendente e ha concluso che la sua efficienza era del 25,54%.

Nonostante siano molti i materiali che promettono di aumentare l’efficienza dei pannelli solari, il 95% di quelli installati nel 2020 utilizza celle al silicio. Tipicamente, queste celle utilizzano l’argento come conduttore, un metallo che non è economico e difficile da trovare, ma è comunque diventato uno standard in questo settore.

Ecco perché è una buona notizia che un pannello solare che utilizza il rame invece dell’argento sia il più efficiente al mondo. L’uso di questo metallo, molto più abbondante e quasi 100 volte più economico dell’argento, potrebbe aprire le porte alla produzione di pannelli solari più economici e sostenibili.

Questi pannelli solari hanno un’efficienza del 25,54%.

Secondo Lennon, anche estrarre argento da minerali di qualità inferiore produce maggiori emissioni, mentre il rame è una risorsa molto più disponibile, più economica e più facile da riciclare. “Il metallo dei moduli solari in rame sarà più facile da recuperare rispetto ai vecchi moduli e quindi più facile da riciclare in futuro. Questo aiuta molto dal punto di vista della sostenibilità”, afferma Lennon.

Processo di produzione delle fotocellule in rame.

“Molte persone, me compreso, hanno trascorso molti anni cercando di dimostrare che il rame è un’alternativa economicamente valida e praticabile all’argento”, afferma Lennon. “Non siamo mai stati in grado di convincere completamente l’industria, ma questo è ciò che Sundrive ha fatto con questo record mondiale. Penso che potrebbe essere un vero catalizzatore per il settore. Sarà di grande interesse sapere come questo è stato ottenuto.

Limite di efficienza delle fotocellule

Con la tecnologia che utilizziamo attualmente, i pannelli solari commerciali non saranno mai in grado di raggiungere un’efficienza del 100%. Al massimo, potrebbero raggiungere il 29%, secondo gli studi condotti dai fisici William Shockley e Hans Queisser nel 1961.

Fattori come le stesse leggi della termodinamica, il materiale di cui sono fatte queste cellule, il loro numero di strati o il modo in cui il sole le colpisce causano la perdita di energia nel processo. Quindi, se vogliamo utilizzare la massima energia solare possibile, dovremo fidarci dei nostri ricercatori.

Ci sono studi che indicano che questo limite potrebbe essere notevolmente aumentato da metodi come l’accoppiamento di cellule o l’aumento del numero di strati. Teoricamente, un sistema a celle fotovoltaiche in tandem potrebbe raggiungere un’efficienza massima dell’86% se si potessero costruire strati infiniti e la massima concentrazione possibile di luce solare.

D’altra parte, un gruppo di ricercatori dell’Università di Toronto, in Canada, ha progettato nuove architetture per cristalli fotonici di silicio che hanno raggiunto un’efficienza del 31% nelle simulazioni numeriche.

Un altro team, in questo caso della Martin Luther University in Germania, ha sviluppato un nuovo metodo che sostituisce il silicio con cristalli ferroelettrici. Questo materiale, insieme alla perovskite, può aprire le porte a una nuova generazione di pannelli solari più leggeri, più efficienti e più durevoli.