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Realizzare una cella solare fatta in casa con l’aiuto di un forno a microonde sembra un’impresa destinata a fallire in partenza. Di solito per ottenere un dispositivo funzionante servono macchinari sofisticati, temperature molto elevate e processi industriali estremamente precisi, e su questo non ci sono grandi dubbi. Eppure un appassionato di tecnologia con una solida competenza in elettronica è riuscito a mettere in piedi un piccolo pannello capace di produrre corrente, usando il minimo indispensabile e un’attrezzatura decisamente meno costosa di quella che si trova nelle fabbriche del settore.
Dietro l’esperimento c’è Dr. Semiconductor, ingegnere specializzato proprio nel campo dei semiconduttori, che ha documentato il lavoro in un video pubblicato sul suo canale YouTube. Il punto di partenza è sorprendentemente semplice, visto che tutto nasce da una normale fetta di silicio. Da lì, passaggio dopo passaggio, il materiale grezzo si trasforma in qualcosa che reagisce alla luce e genera elettricità, il che basta già a rendere la dimostrazione piuttosto interessante anche per chi non mastica fisica dei materiali.
Un microonde modificato al posto dei forni industriali
L’aspetto che salta subito all’occhio è lo strumento scelto per le lavorazioni a caldo. Niente impianti da laboratorio o apparecchiature da migliaia di euro, ma un comune forno a microonde opportunamente modificato con un accessorio progettato per raggiungere alte temperature. Una soluzione quasi artigianale, che però ha permesso all’ingegnere di eseguire le fasi più delicate del processo senza ricorrere alle attrezzature tipiche della produzione su larga scala.
Naturalmente il risultato non può competere con quello dei prodotti in commercio. L’efficienza dichiarata si aggira intorno al 5%, un valore parecchio distante da quello dei pannelli fotovoltaici venduti nei negozi, che generalmente superano il 20%. Il punto però non era costruire un’alternativa ai moduli industriali. L’obiettivo era dimostrare che il dispositivo funziona davvero, e da questo punto di vista la cella solare realizzata in casa ha fatto esattamente quello che doveva fare, cioè trasformare la luce in corrente elettrica.
Il cuore dell’esperimento è la giunzione PN
La parte più affascinante dell’intero procedimento riguarda la lavorazione del silicio. Una semplice fetta di questo materiale, presa da sola, non basta a produrre energia. Per trasformarla in una cella fotovoltaica bisogna creare una struttura particolare chiamata giunzione PN, che ha un compito preciso. Quando la luce colpisce il materiale si generano delle cariche elettriche, e la giunzione serve proprio a separarle, permettendo così la produzione di corrente. Senza questo passaggio il silicio resterebbe un pezzo inerte, incapace di sfruttare l’energia che riceve.
Per arrivarci il ricercatore è partito da un wafer di silicio di tipo p. In un secondo momento ha introdotto del fosforo sulla superficie, così da ottenere uno strato di tipo n sopra la base originale. È proprio l’incontro tra queste due zone con caratteristiche diverse a dare vita alla giunzione, e quindi al funzionamento della cella. Si tratta di un principio che in ambito industriale viene applicato con processi rigorosamente controllati, mentre in questo caso è stato replicato con mezzi molto più modesti. Il video pubblicato da Dr. Semiconductor mostra nel dettaglio l’approccio seguito, dalla preparazione della fetta di silicio fino alle verifiche finali sul funzionamento del piccolo pannello, con il microonde modificato nel ruolo di protagonista inatteso dell’intera lavorazione.
Fonte: TecnoAndroid