Celle solari trasparenti, verso una nuova era di energia personalizzata

Gli scienziati progettano un nuovo fotovoltaico trasparente ad alta efficienza e completamente inorganico, utilizzando sottili pellicole di silicio

Celle solari trasparenti
Credits: Nano Energy – Incheon National University

Silicio amorfo e ossidi di metallo per le nuove celle solari trasparenti coreane

(Rinnovabili.it) – Il fotovoltaico? C’è ma non si vede. È questo il concetto che da sempre sta dietro alle celle solari trasparenti, tecnologia nata per facilitare l’integrazione delle rinnovabili nel mondo costruito. Sulla carta il funzionamento è semplice: le unità sono progettate per catturare solo alcune lunghezze d’onda e lasciar passare le altre, senza bloccare quindi il passaggio della luce. Nel dettaglio, a differenza di quelle convenzionali, scure e opache (che assorbono la luce visibile), le celle solari trasparenti fanno uso della luce “invisibile” che rientra nella gamma degli ultravioletti.

Oggi, l’imminente crisi del cambiamento climatico richiede un passaggio dai combustibili fossili convenzionalmente usati a fonti efficienti di green energy. Ciò ha portato una buona fetta della ricerca mondiale a esaminare il concetto di “energia personalizzata”, per rendere possibile la produzione a km zero. In questo contesto, il segmento del “fotovoltaico invisibile” ha raggiunto risultati sorprendenti aprendo le porte ad un futuro fatto di vetri, schermi e finestre capaci funzionare come mini centrali elettriche. Uno degli ultimi progressi compiuti appartiene ai ricercatori della Incheon National University, in Corea del Sud. Ma per arrivare all’innovazione coreana è necessario prima fare qualche passo indietro.

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Il fotovoltaico tradizionale può essere di “tipo umido” (a base di soluzione) o “di tipo secco” (costituito da ossidi di metallo semiconduttori). Il secondo ha un leggero vantaggio: è più affidabile, ecocompatibile e conveniente. Inoltre, gli ossidi di metallo sono adatti sfruttare la luce UV. Nonostante tutto ciò, la categoria più in voga di fotovoltaico trasparente ha sempre usato semiconduttori organici che hanno, di contro, una bassa efficienza. È a questo punto che arriva la ricerca coreana.

Gli scienziati hanno ideato un design innovativo per celle fotovoltaiche trasparenti a base di ossido di metallo. Hanno inserito uno strato ultrasottile di silicio amorfo tra due semiconduttori trasparenti, l’ossido di zinco e l’ossido di nichel. Questo nuovo design ha presentato tre vantaggi. In primo luogo, ha consentito l’utilizzo di luce a lunghezza d’onda maggiore. In secondo luogo, ha prodotto un’efficiente raccolta di fotoni. Terzo, ha consentito il trasporto più veloce delle particelle cariche agli elettrodi. Inoltre, può potenzialmente generare elettricità anche in situazioni di scarsa illuminazione (ad esempio, nei giorni nuvolosi o piovosi). Gli scienziati hanno inoltre confermato la capacità di generazione di energia del dispositivo utilizzandolo per azionare il motore CC di un ventilatore.

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Sulla base di questi risultati, il team di ricerca è ottimista sull’applicabilità, a breve, di queste celle solari trasparenti nella vita reale. “Speriamo di estendere l’uso del nostro fotovoltaico trasparente a tutti i tipi di materiale, dagli edifici in vetro ai dispositivi mobili come auto elettriche, smartphone e sensori”. La ricerca è apparsa su Nano Energy (testo in inglese).

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