Circa 100.000 tonnellate di silicio vengono prodotte e consumate ogni anno. Silicio con una purezza pari al 99,9999% per essere utilizzato nell'industria fotovoltaica in particolare. Silicio puro che deve essere creato in fonderie a 2.000 gradi Celsius che richiedono un sacco di energia. I cilindri di silicio prodotto in fonderia devono essere tagliati in fette sottili ma questo comporta una perdita di materiale sotto forma di polvere in peso pari alla quantità di silicio utilizzato. Per farla breve, metà del silicio viene sprecata, metà diventa celle solari. Il che è ovviamente qualcosa di fondamentalmente sbagliato quando la metà del silicio deve essere gettato via durante il processo di produzione .
Adesso, Erik Marstein, responsabile del Centro di Ricerca norvegese per tecnologia delle celle solari, responsabile della ricerca per l'unità di cella solare presso l'Istituto per le tecnologie energetiche (IFE) a Kjeller al di fuori di Oslo, e Professore Associato presso il Dipartimento di Fisica presso l'Università di Oslo (UIO) insieme al professor Aasmund Sudbø che lavora presso il Dipartimento di Fisica presso UiO stanno sviluppando la prossima generazione di celle solari che possono essere 20 volte più sottili rispetto agli attuali celle solari, mantenendo la stessa qualità di produzione di energia elettrica, con una serie di accorgimenti e tecnologie che porteranno ad un consumo di silicio ridotto del 95 per cento.
Il problema è che più sottili sono le piastre e meno possibilità hanno di intrappolare la luce nelle diverse lunghezze d'onda. La luce blu ha una lunghezza d'onda molto più breve di quella rossa. La luce blu può essere intercettata da piastre che sono solo pochi micrometri di spessore. Al fine di intrappolare la luce rossa, la piastra di silicio deve essere quasi un millimetro di spessore. Per la luce a infrarossi, la piastra deve essere ancora più spessa. Ma una serie di espedienti farà in modo che sia raggiunto l'obiettivo, come una superficie specchiante che raddoppierebbe lo spessore, ma a spese dell'efficienza (70-80%), o un'altra opzione è quella di coprire l'intero foglio posteriore con microsfere (di plastica) Uglestad, una invenzione norvegese del secolo precedente. Un ulteriore campo di indagine è quello di rendere asimmetriche le rientranze micrometriche sul retro della fetta di silicio. Cilindri, coni e semisfere sono forme simmetriche, ma mettendo insieme strutture che rompono la simmetria possono intrappolare ancora di più della luce del sole, il che significa che 20 celle solari con micrometriche rientranze simmetriche micro sono efficaci come 16 piastre micrometriche con rientranze asimmetrici. Ciò significa che il consumo di silicio può essere ridotto di un altro 20 %.
In definitiva, secondo l'articolo su OilPrice, i ricercatori norvegesi saranno molto soddisfatti se le nuove celle solari avranno uno spessore di 30 micron. Anche noi.
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