Un’équipe di ingegneri della University of Wisconsin-Madison ha creato delle celle solari in miniatura in grado di assicurare prestazioni energetiche elevate, nettamente superiori a quelle garantite dalle tecnologie convenzionali. Gli innovativi dispositivi sono stati illustrati sulla rivista scientifica Advanced Materials Technologies.

Le micro celle solari potrebbero essere impiegate per costruire pannelli solari in miniatura con cui alimentare una miriade di dispositivi: dai sensori medici agli orologi e persino le lenti a contatto.

I pannelli fotovoltaici installati sui tetti generano elettricità catturando le cariche che si muovono in verticale. Le nuove celle solari realizzate dai ricercatori americani invece catturano la corrente dalle cariche che si muovono orizzontalmente. La produzione di energia è nettamente superiore a quella ottenuta da altri sistemi solari simili.

La nuova generazione di celle solari potrebbe rivoluzionare l’elettronica di consumo, consentendo di fabbricare dispositivi compatti che si autoalimentano con energia rinnovabile.

La disposizione orizzontale degli elettrodi consentirà agli ingegneri di aggirare uno degli ostacoli principali del processo produttivo delle celle solari: disporre l’uno sull’altro e allineare alla perfezione i diversi strati del materiale fotovoltaico. Come ha illustrato Hongrui Jiang, una delle firme dello studio:

Dal punto di vista della fabbricazione, è sempre più facile realizzare strutture disposte orizzontalmente. Le strutture sovrapposte necessitano di più passaggi e vanno allineate, un’operazione complessa soprattutto su scala ridotta.

Un ulteriore vantaggio delle nuove celle solari è l’ampia scelta di materiali. Gli elettrodi in miniatura sono posizionati su un vetro trasparente. Una delle componenti cattura la luce e l’altra conduce le cariche.

Le celle solari disposte in orizzontale create fino a oggi raggiungevano un livello di efficienza dell’1,8%, mentre la nuova tecnologia vanta un’efficienza quasi triplicata del 5,2%.

Questo risultato è stato ottenuto inserendo molti elettrodi in un volume ridotto per potenziare le prestazioni del dispositivo a dispetto della superficie disponibile limitata. Il fattore di riempimento è stato raddoppiato, raggiungendo quota 0,6%. Il prossimo passo dei ricercatori sarà individuare materiali più trasparenti e flessibili in grado di condurre meglio l’elettricità.

5 agosto 2016
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