Migliorare l’efficienza di una cella solare con un foglio di carta: è quello che sta realizzando un team di ricercatori americani e cinesi dell’università del Maryland. Il gruppo, infatti, è riuscito a produrre un tipo di carta speciale, mettendo insieme due caratteristiche solitamente distinte: opacità e trasparenza.

Per un migliore funzionamento delle celle solari, opacità e trasparenza sono entrambe caratteristiche importanti: maggiore è la trasparenza, più luce sarà catturata dal modulo; allo stesso tempo, una maggiore opacità permette di intrappolare e diffondere all’interno del dispositivo una quantità di luce elevata.

Nei materiali classici le due caratteristiche non si trovano contemporaneamente: un foglio di carta lucida, infatti, ha un’opacità ottica superiore al 50%, ma una trasparenza inferiore all’80%. Al contrario, la plastica ha una trasparenza elevata, circa il 90%, ma un bassissimo livello di opacità, meno dell’1%.

La carta messa a punto nel Maryland è stata ottenuta attraverso la decompressione delle fibre primarie della cellulosa che sono gonfiate, tramite un sistema di ossidazione, fino al collasso: questo produce un tipo di carta con alta densità e proprietà ottiche elevate.

Il risultato un’eccellente trasparenza ottica, intorno al 96% e, allo stesso tempo, un buon livello di opacità, il 60%: questo la rende adatta all’impiego nella produzione di energia solare, al posto delle plastiche. Liangbing Hu , ricercatore del team dell’università del Maryland, ha spiegato:

Siamo in grado di ottenere un substrato ideale per le celle solari, che presenta un alto livello di trasmissione ottica e, al tempo stesso, un’elevata dispersione. La nostra carta può aumentare l’efficienza energetica di qualsiasi tipo di cella: ciò consentirà di produrre celle solari a basso costo, basate su nano strutture in legno.

I test portati avanti in Maryland sono incoraggianti: la carta trasparente applicata su una cella solare organica ha permesso un incremento dell’efficienza di conversione della luce dal 5,34% al 5,88%. La carta trasparente potrebbe quindi sostituire la plastica, rendendo la cella solare meno costosa.

Metodi simili sono stati usati, in tempi recenti, per produrre carta trasparente basata su nano-fibre di cellulosa: un iter più costoso e complesso da realizzare. Il prodotto del team del Maryland, invece, si produrrà a costi contenuti: i processi di ossidazione utilizzati per le micro-fibre, infatti, richiedono minore intensità energetica e sono quindi meno costosi.

22 gennaio 2014
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