Un’équipe di ricercatori del Berkeley Lab e dell’Università dell’Illinois ha ideato celle solari capaci di assorbire fino a 30 volte più luce di quelle tradizionali. Un progresso tecnologico senza precedenti che apre prospettive interessanti per lo sviluppo di celle fotovoltaiche economiche ed efficienti, in grado di sfruttare una porzione più ampia dello spettro solare per la produzione di energia.

La cella fotovoltaica a concentratore luminescente messa a punto dai ricercatori americani riesce a catturare i fotoni blu, garantendo prestazioni mai raggiunte prima d’ora da nessuna tecnologia solare. Nello spettro solare, i fotoni blu sono quelli dotati dell’energia maggiore, l’efficienza ottica raggiunta si attesta sull’82%.

Il concentratore luminescente è stato realizzato grazie a nanoparticelle di seleniuro di cadmio e solfuro di cadmio e a specchi fotonici. A differenza delle celle solari tradizionali i concentratori luminescenti non assorbono direttamente la luce solare per poi convertirla in energia. I fotoni vengono catturati da una lastra che contiene dei luminofori. I luminofori riemettono la luce assorbita a lunghezze d’onda più lunghe, un processo noto come spostamento di Stokes.

La lastra del concentratore luminescente ha una superficie più estesa rispetto alle celle fotovoltaiche convenzionali. La luce solare assorbita e diretta verso le celle pertanto ha un grado di concentrazione maggiore. Una caratteristica che consente di massimizzare la conversione della luce solare in elettricità.

Nel corso delle sperimentazioni in laboratorio i concentratori luminescenti dotati di punti quantici e specchi fotonici si sono rivelati più efficienti rispetto ai concentratori che utilizzano come luminofori le tinture molecolari. La perdita di fotoni registrata è stata nettamente inferiore.

La nuova tecnologia, descritta sulla rivista scientifica ACS Photonics, permetterà di realizzare pannelli solari con un numero inferiore di celle fotovoltaiche convenzionali, riducendo i costi degli impianti senza comprometterne la resa energetica. Il materiale con cui è costruita la lastra ha costi irrisori rispetto ai film fotovoltaici tradizionali.

I ricercatori americani nei prossimi mesi continueranno a lavorare al progetto per rendere le nuove celle solari ancora più efficienti e convenienti. La ricerca ha ottenuto un finanziamento di 3 milioni di dollari dal Dipartimento dell’Energia USA.

In una nota il Berkeley Lab ha ricordato l’importanza di investire nella ricerca fotovoltaica. Il progresso delle tecnologie rinnovabili è fondamentale per ridurre la quota di elettricità prodotta dalle fonti fossili, ancora troppo alta negli Stati Uniti. Attualmente ben il 70% dell’elettricità generata negli USA proviene dai combustibili fossili.

4 settembre 2015
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