Non sta scritto da nessuna parte che l’energia solare debba provenire solo da pannelli fotovoltaici perfettamente lisci e piatti. Anzi, si è scoperto che se si applicano dei nanogusci sferici sopra, l’efficienza aumenta al punto da assorbire più luce di prima.
Ovviamente questo vale a livello scientifico, e solo per i pannelli tradizionali. Sarebbe straordinario se questa tecnologia potesse diventare la norma anche per quanto riguardano i dispositivi con mini-pannelli o a ricarica solare. Ma vediamo bene di cosa tratta questo studio.
Energia solare, i nanogusci sferici di silice aumentano l’assorbimento
Perché non c’abbiamo pensato prima? Perché in effetti, avere celle solari generalmente piatte, massimizza la quantità di superficie esposta alla luce solare in un dato momento. Inoltre, quando il sole si trova entro un certo angolo, i pannelli devono anzi essere inclinati tra 15 e 40 gradi per ottenere il massimo dalla giornata.
E invece, riporta New Atlas, gli scienziati dell’Università Abdullah Gül di Türkiye hanno scoperto che, inserendo dei nanogusci sferici di silice, questi ultimi intrappolano e fanno circolare la luce solare per consentire al dispositivo di catturare più energia da essa.
E anche se il team non ha ancora costruito versioni fisiche di queste celle solari, se il principio funziona potrebbe essere utile non solo per l’energia solare sui tetti ma in sistemi con condizioni di luce mutevoli, come i dispositivi elettronici indossabili.
Osserva il Professor Dooyoung Hah, a capo della ricerca:
“Grazie alle migliorate caratteristiche di assorbimento e omnidirezionalità, gli strati attivi proposti a forma di guscio emisferico si riveleranno utili in varie aree di applicazione delle celle solari organiche, come i dispositivi biomedici, nonché applicazioni come finestre per la generazione di energia e serre, Internet of Things e così via”.
Come è costruito questo pannello solare “irregolare”
Per stabilire al meglio la funzionalità, il team ha studiato celle fotovoltaiche realizzate in questa maniera:
- un polimero organico chiamato P3HT:ICBA come strato attivo,
- sopra, uno strato di alluminio e un substrato di PMMA (Polimetilmetacrilato),
- a ricoprire, uno strato protettivo trasparente di ossido di indio-stagno (ITO).
Una specie di struttura a sandwich, mantenuta per tutta la cupola, o “guscio emisferico”, come lo chiama il team. Poi, i ricercatori hanno condotto quella che viene chiamata “analisi 3D agli elementi finiti” (FEA), che scompone gli elementi di un sistema complesso in parti gestibili in modo che possano essere simulati e analizzati meglio.
I risultati FEA riportati sono notevoli. Rispetto alle superfici piane, le celle solari punteggiate di protuberanze hanno mostrato miglioramenti nell’assorbimento della luce del 36% e 66%, a seconda della polarizzazione della luce. Tali protuberanze consentono inoltre alla luce di entrare da una gamma di direzioni più ampia rispetto a una superficie piana, fornendo una copertura angolare fino a 82 gradi.
Se vuoi saperne di più su questo studio, ti suggeriamo la lettura completa del paper pubblicato su J. Photon. Energy:
- D. Hah, Hemispherical-shell-shaped organic photovoltaic cells for absorption enhancement and improved angular coverage, J. Photon. Energy 14(1), 018501 (2024) doi 10.1117/1.JPE.14.018501
