Il boro (B) è una sostanza che funge da drogante nei materiali per dispositivi o celle solari. Poiché reagisce con il silicio durante il processo di produzione, la presenza di boro nei pannelli solari è fondamentale. In questo modo, modifica la struttura atomica del silicio per produrre elettricità. Attraverso il movimento di un eccesso di elettroni prodotto da questo processo, viene generata l'elettricità.
Come viene utilizzato il boro?
Secondo le ricerche, i semiconduttori a base di silicio possono assorbire fino al 10% di luce in più rispetto a prima se si aggiunge solo l'1% di boro. Ciò significa che offrono prestazioni migliori in ambienti poco illuminati o nelle giornate nuvolose, quando la luce solare è scarsa.
Il boro (B) contribuisce all'utilizzo ottimale dell'energia solare negli impianti fotovoltaici. Riducendo la distruzione di materia organica come alghe e plancton presenti nei laghi e negli oceani in prossimità degli impianti solari, il boro risulta anche vantaggioso dal punto di vista ambientale. In quanto bioprodotti ambientali, questi materiali organici possono essere protetti dal boro, che è in grado di assorbire calore prima di rilasciarlo nell'atmosfera.
Cos'è il doping al boro nei pannelli solari?
Grazie alle sue possibili applicazioni nelle celle solari, il drogaggio del silicio con boro ha attirato un interesse crescente negli ultimi anni. Per formare uno strato p+, il boro viene introdotto in una regione di tipo p di un materiale semiconduttore come il silicio o l'arseniuro di gallio. L'aggiunta di boro riduce la banda proibita del materiale semiconduttore , diminuendo la resistenza del dispositivo e, di conseguenza, aumentando il flusso di corrente.
Per creare un livello donatore profondo, il boro (B) può anche essere aggiunto alle regioni di tipo n. A questo livello, gli elettroni intrappolati si trasformano in ioni caricati negativamente. Queste cariche negative riducono al minimo le perdite di ricombinazione estraendo buchi da altri componenti del dispositivo.
Negli ultimi anni, il prezzo delle fonti di energia rinnovabile è diminuito rapidamente. L'ambiente e le nostre tasche traggono grandi benefici dal fatto che l'energia eolica e solare sono ora competitive con i combustibili fossili. Tuttavia, c'è ancora moltissimo lavoro da fare sulle celle solari. Le celle a base di boro sono una tipologia di cella che sta facendo progressi in questo campo.
Leggi anche: Che cosa è l'unità termica britannica?
In che modo il boro influisce sulle celle solari?
Le celle solari alimentate a boro hanno un'efficienza di conversione superiore rispetto a quelle realizzate al silicio. Questo perché il boro è in grado di assorbire la luce debole in modo più efficiente rispetto ai materiali fotovoltaici convenzionali (silicio).
Il boro è un assorbitore di fotoni superiore al silicio perché può trasferire elettroni tra gli atomi tramite vibrazioni di risonanza. Inoltre, le celle solari a base di boro hanno un tasso di conversione più elevato rispetto ai pannelli solari convenzionali a base di silicio , risultando quindi più efficienti.
Il primo passo per aumentare l'efficienza di una cella solare è migliorarne i materiali. I semiconduttori a banda larga sono i migliori. Hanno la capacità di trasformare molta luce in elettroni.
Il band gap del materiale può essere modificato per aumentare l'efficienza delle celle solari. Inoltre, le celle solari al silicio più performanti possono raggiungere un'efficienza fino al 40% . L'utilizzo di materiali in silicio monocristallino consente la produzione di queste celle a un costo ridotto.
