Celle fotovoltaiche: zolfo e stagno hanno la stessa efficienza del silicio monocristallino

Un gruppo di ricercatori della Tokyo University, guidato dal professore Issei Suzuki dell'Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, ha trovato un modo per rendere il solfuro di stagno (SnS) concorrenziale al silicio, anche dal punto di vista dell’efficienza.

Il solfuro di stagno è un composto ottenuto da zolfo e stagno con interessanti proprietà fotovoltaiche che, da sempre, hanno catturato l'attenzione degli scienziati.

Grazie all'elevato coefficiente di assorbimento ottico e a una banda proibita diretta di fascia media di 1,3-1,4 eV, a livello teorico il solfuro di stagno potrebbe dotare le celle di un'efficienza di conversione irraggiamento solare/energia elettrica pari al 32%.

Un valore record che rende il solfuro diretto concorrente del silicio monocristallino.

Questi dati non sono nuovi; il materiale è stato testato diverse volte, rivelando anche il suo tallone d'Achille, che rende difficile da introdurlo sul mercato quale valida alternativa al silicio.

L'SnS non riesce ad avere una tensione a vuoto abbastanza elevata da rendere la cella solare in cui è presente altamente efficiente; il valore del solfuro di stagno, infatti, è pari, o anche inferiore, al 5%, meno della metà delle celle solari attualmente in commercio.

Le ricerche hanno provato diverse strade per superare la limitazione del solfuro, dovuta a un fenomeno chiamato "effetto blocco del livelli di Fermi", e ora il team giapponese sembra aver trovato la giusta strategia.

Il gruppo ha aggiunto ai cristalli di SnS dell'ossido di molibdeno, un catalizzatore industriale.

L'analisi tramite spettroscopia fotoelettronica a raggi X ha mostrato che, in questo modo, l'energia di Fermi dell'SnS è in grado di muoversi attraverso l’intero band gap, aumentando la tensione a vuoto.

I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati su The Journal of Physical Chemistry C.

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