Pannelli solari, aumenta l’efficienza

Una nuova scoperta di alcuni ricercatori americani potrebbe migliorare il rendimento delle celle fotovoltaiche del 26% utilizzando una tecnica di microsfere, che riflette la luce assorbita e permette di far entrare più fotoni  nei pannelli.

Alternando strati di particelle micrometriche e nanometriche, un team di ingegneri dell’Università del Minnesota ha migliorato l’efficienza di un tipo di cella solare di ben il 26 per cento. Queste cellule, conosciute come cellule solari sensibilizzate coloranti (DSSC), sono realizzati in biossido di titanio (TiO2), un materiale fotosensibile che è meno costoso rispetto alle cellule solari di silicio più tradizionali, che si stanno rapidamente avvicinando al limite teorico della loro efficienza.

I modelli DSSC attuali, tuttavia, sono efficienti solo per il 10 per cento. Una delle ragioni di questa bassa efficienza è che la parte infrarossa dello spettro di luce non è facilmente assorbito nella cella solare. Il nuovo design a strati, come descritto nel AIP’s Journal of Renewable and Sustainable Energy, allunga il percorso della luce attraverso la cella solare e converte una parte maggiore dello spettro elettromagnetico in energia elettrica. Le celle sono costituite da  sfere in scala micrometrica con pori in scala nanometrica tra due strati di particelle su scala nanometrica.

Le sfere, che sono fatti di TiO2, si comportano come paraurti in un flipper, causando il rimbalzo dei fotoni che devono farsi strada attraverso la cella. Ogni volta che il fotone interagisce con una delle sfere produce una piccola carica. Le interfacce tra gli strati contribuiscono anche a migliorare l’efficienza agendo come specchi e mantenendo la luce all’interno della cella solare in modo che possa essere convertita in energia elettrica. Questa strategia per aumentare l’ efficienza può essere facilmente integrato negli attuali DSSCs in commercio.