Il Silicio Nero. La Grande Scoperta partita da Harvard che Aumenta dalle 100 alle 500 Volte l’Assorbimento di Energia Solare per i Wafer in Silicio ed ora si riparte dalla SiOnyx

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Il Silicio Nero per il fotovoltaico del futuro. Il silicio come ben sappiamo è un ottimo materiale da utilizzare per catturare l’energia solare. Con poca energia gli elettroni degli atomi di silicio si eccitano  e questo è ciò che rende il silicio uno straordinario e prezioso semiconduttore per dispositivi di commutazione elettronici telecamere e raggi x, dispositivi di rilevamento e naturalmente anche celle fotovoltaiche.

Ma il silicio sarebbe ancora più meraviglioso se fosse ancora più reattivo. E nel perseguimento di questa visione dei chimici, degli ingegneri e dei fisici hanno trascorso decenni per trovare il modo di modificare i cristalli di silicio cercando di renderli più reattivi ai fotoni che vi battono. Da qui nasce il Silicio Nero.

Sono passati 10 anni quanto Eric Mazur, professore presso la Harvard University era incappato un un nuovo modo di trattare il silicio rendendolo più reattivo all’energia solare. Mazur scoprì infatti che se la superficie di un wafer in silicio fosse sabbiata con un breve impulso laser in presenza di alcuni gas, il materiale risultava molto più reattivo assorbendo meglio l’energia solare e i fotoni.

E questa settimana dopo quasi 3 anni di ricerca grazie ad una licenza esclusiva della Harvard University alla SiOnyx. I dirigenti della società spiegano che tale tecnologia contribuirà sensibilmente i costruttori e produttori di semiconduttori realizzando delle celle solari fotovoltaiche di gran lunga più efficienti utilizzando la stesso processo base di realizzazione delle celle solari al silicio. James Carey della SiOnyx e Stephen Saylor CEO della SiOnyx spiegano che: “Il nuovo  wafer in silicio è notevolmente più sensibile ai fotoni in arrivo ed in particolare ai fotoni che viaggiano sulla frequenza degli infrarossi”.

• Il Silicio Nero: Alte Potenzialità

Le proprietà del nuovo silicio nero sarebbero davvero sorprendenti per non parlare del fatto che tale processo di trattamento è poco costoso e avrebbe un’ampia gamma di diverse applicazioni. La tecnologia della SiOnyx potrebbe essere integrata facilmente nella fabbricazione dei semiconduttori esistenti senza grossi problemi. “Il processo di trattamento del silicio nero di cui stiamo parlando può essere adattato in diversi modi alla fabbricazione delle celle solari e alle applicazioni anche con elevati volumi di produzione” afferma Carey.

La SiOnyx è nata nel 2005 e nel 2006 ha ottenuto la licenza dalla Harvard University per lo sviluppo del silicio nero ottenendo contemporaneamente numerosi finanziamenti dalla Harris & Harris, Polaris Venture Partners e Redshift Ventures. “Ora siamo pronti per il lancio ufficiale della nostra innovativa tecnologia di trattamento del silicio”.

Esattamente ciò che rende questa tecnologia del silicio nero così efficacie all’assorbimento dei fotoni è una questione che anche Mazur e Carey non hanno potuto rispondere alla prima, “Ci sono voluti diversi anni prima di riflettere correttamente su ciò che abbiamo ottenuto con questa tecnologia.” dice Carey.

• Il Silicio Nero: Alta Efficienza e Commercializzazione

I ricercatori del laboratorio di Mazur hanno scoperto che lo zapping di elettroni sul wafer e quindi il maggior assorbimento è dovuto alla presenza di piccoli coni formatisi grazie a questo trattamento con il laser. In questo modo il wafer di silicio riesce ad assorbire la quasi totalità di luce che lo colpisce su diverse lunghezze d’onda. “E questa è la vera novità della scoperta” dice Carey.

Così si è cominciato da un nuovo brevetto alla Harvard e si è finiti a produrre un nuovo materiale che potrebbe aver un ampio impatto sulle tecnologie che vanno dai sensori ultrasensibili alle cellule fotovoltaiche. Il wafer di silicio così guardato ad occhio nudo non mostrava alcuna variazione ma il trattamento al laser in presenza di questi gas ha permesso ai ricercatori di trovare una superficie ricoperta da questi piccoli coni che rendono il silicio molto più efficiente. “Abbiamo visto un aumento di assorbimento che va dalle 100 alle 500 volta l’aumento di sensibilità rispetto ai convenzionali wafer di silicio non trattati”.

Ora la SiOnyx si prepara a commercializzare la tecnologia come piattaforma di sviluppo per altre società e per l’uso di dispositivi ad infrarossi di nuova generazione. Rivelando però che non è assolutamente interessata alla produzione di celle fotovoltaiche ad alto rendimento ma di restare una società che affianca i produttori a sviluppare nuove tecnologie sostenibili.

[ Links utili e approfondimenti ]

• SiOnyx

• Mazur Group

• Eart2Tech

• Xconomy

• New York Times

• CleanTechnica

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