Rivoluzione nel fotovoltaico

Un team di ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) ha infatti scoperto un nuovo meccanismo attraverso il quale l'effetto fotovoltaico può avvenire in sottili film di semiconduttori. Questo nuovo percorso per la produzione di energia supera il limite di tensione che continua ad affliggere le convenzionali celle solari allo stato solido.
Lavorando con ferrite di bismuto, una ceramica a base di bismuto, ferro e ossigeno che è un composto multiferroico - il che significa che ha contemporaneamente sia proprietà ferromagnetiche che ferroelettriche - i ricercatori hanno scoperto che l'effetto fotovoltaico può scaturire spontaneamente su nanoscala, a seguito della struttura romboedrica distorta della ceramica. Inoltre, essi hanno dimostrato che l'applicazione di un campo elettrico permette di manipolare la struttura cristallina e di conseguenza di controllarne le proprietà fotovoltaiche.
"Siamo entusiasta di aver scoperto una funzionalità che non è mai stata osservata prima su scala nanometrica in un materiale multiferroico", ha detto Jan Seidel, fisico alla Berkeley Lab's Materials Sciences Division e al Dipartimento di Fisica dell'Università di Berkeley. "Stiamo ora lavorando sul trasferimento di questo concetto a dispositivi con una maggiore efficienza energetica".
Grazie alla collaborazione con il Berkeley Lab's Helios Solar Energy Research Center, Seidel ed i suoi collaboratori hanno scoperto che applicando luce bianca alla ferrite di bismuto, un materiale che è sia ferroelettrico che antiferromagnetico, si potevano generare all'interno aree fotovoltaiche submicroscopiche tra uno e due nanometri.
"Anche se non abbiamo ancora dimostrato queste possibili applicazioni nei dispositivi, crediamo che la nostra ricerca stimolerà concetti e pensieri che si basano su questa nuova direzione per l'effetto fotovoltaico", ha spiegato Seidel. E dal momento che la ricerca sul fotovoltaico punta proprio a scoprire materiali con una maggiore resa e minori costi, ci auguriamo davvero che questa sia la direzione giusta.