Negli ultimi anni, la ricerca sull’energia solare si è evoluta con costanza, raggiungendo traguardi sempre più alti. Un gruppo di scienziati dell’Università di Oulu, in Finlandia, ha esplorato ora il potenziale dei materiali ferroelettrici per generare elettricità in modo completamente diverso. Grazie al cosiddetto Bulk Photovoltaic Effect (BPVE), la luce viene trasformata direttamente in energia elettrica, senza il bisogno di giunzioni p-n come avviene nelle tradizionali celle solari. La scoperta potrebbe essere quasi storica per la produzione di energia verde.
Tali materiali hanno infatti una caratteristica molto particolare che potrebbe cambiare l’energia. La loro struttura asimmetrica consente agli elettroni di spostarsi naturalmente, creando corrente grazie alla polarizzazione spontanea. I ricercatori hanno dimostrato che, applicando un campo di polarizzazione alternato (AC), si può migliorare significativamente l’efficienza di questi dispositivi. Ma come funziona questo processo? Quando la luce colpisce un materiale ferroelettrico, l’energia assorbita mette in movimento gli elettroni. Il risultato è sorprendente. La generazione di elettricità, in questo modo, diventa più semplice e potenzialmente più efficiente.
L’ostacolo della progettazione e la svolta per l’energia
La progettazione di questi materiali richiede un equilibrio delicato tra spessore e sottigliezza. Un materiale spesso garantirebbe una tensione maggiore, ma ridurrebbe la corrente. D’altro canto, uno strato troppo sottile aumenterebbe la corrente, ma a scapito della tensione. Una situazione che sembrava impossibile da risolvere fino a poco tempo fa. Qui entra in gioco il lavoro del team di Yang Bai, professore associato a capo della ricerca. Gli scienziati finlandesi hanno sperimentato una nuova struttura a domini impilati, che ha permesso un aumento del 35% nell’efficienza energetica. I domini, piccole regioni con la stessa polarizzazione, sono stati allineati grazie all’applicazione di un campo elettrico alternato. Dopo la rimozione del campo, i domini hanno mantenuto la configurazione ottimale, garantendo un rendimento più elevato della cella. Quanto sarà però lontano il giorno in cui queste celle diventeranno protagoniste del mercato? Sebbene siano necessari ulteriori miglioramenti, i ricercatori sentono di essere sulla strada giusta. Il futuro dell’energia solare potrebbe non dipendere più dalle limitazioni imposte dalla giunzione p-n, e una nuova era di efficienza fotovoltaica potrebbe essere all’orizzonte.