Fotovoltaico? Meglio in 3D ed invisibile

Trasformare la luce solare in elettricità potrebbe non dover più significare grandi moduli di celle fotovoltaiche installate in cima a superfici piane. La promessa arriva da un gruppo di scienziati forieri di un primo approccio verso una nuova generazione di sistemi energetici iper-flessibili.
L’importante spinta che la ricerca ha assorbito in campo solare, in pochi anni ha ridisegnato le previsioni di sviluppo del settore e con il lavoro condotto nei laboratori del Georgia Institute of Technology acquista oggi un ulteriore contributo e soprattutto un’innovativa direzione. Sì perché i ricercatori statunitensi, guidati dal Professore Zhong Lin Wang, grazie ad un rivoluzionario approccio hanno realizzato la prima cella tridimensionale a rivestimento di una fibra ottica.
Il segreto? Utilizzare nanostrutture in ossido di zinco, coltivate direttamente sui filamenti polimerici e rivestite con coloranti fotosensibili, gli stessi componenti, per intenderci, delle celle dye-sensitized o di Gratzel.
La realizzazione del nuovo sistema della Georgia Tech inizia a partire dalla fibra ottica, dello tipo utilizzato dal settore delle telecomunicazioni per il trasporto dei dati; dopo aver rimosso lo strato di rivestimento i ricercatori hanno applicato un film conduttivo sulla superficie della fibra procedendo successivamente a drogarla con ossido di zinco.
Con una tecnica già sperimentata hanno dunque fatto crescere nanofili zincati attorno alla fibra allineati come setole di uno scovolino, per poi ricoprirli con il colorante. Quando la luce solare entra nella fibra ottica passa attraverso le nanostrutture interagendo con le molecole di colorante per produrre corrente elettrica, mentre un elettrolita liquido raccoglie le cariche elettriche. Il risultato è un sistema ibrido che può essere fino a sei volte più efficiente di celle piane in ossido di zinco con la stessa superficie. I vantaggi sono dunque una moltiplicazione dei riflessi della luce all’interno del sistema aumentando, di conseguenza, la probabilità che quest’ultima interagisca con le molecole di colorante e dunque l’efficienza di conversione.
Il team ha raggiunto finora un rendimento del 3,3%, con la speranza di ottenere rapidamente un 8% con ulteriori modifiche di superficie, impiegando una fibra polimerica di 20 centimetri di lunghezza. “Maggiore è la lunghezza, meglio è”, spiegano gli scienziati, “perché più tempo la luce può viaggiare all’interno della fibra, maggiori saranno i rimbalzi e di conseguenza l’assorbimento”.
“Grazie a questa tecnologia, siamo in grado di rendere i generatori fotovoltaici altamente flessibili, nascosti e mobili”, ha dichiarato Wang. “Le fibre ottiche potrebbero condurre i raggi solari attraverso i muri di un edificio dove le nanostrutture li convertirebbero in elettricità. Potremmo eliminare i problemi estetici dei grandi moduli”. Ma nonostante le potenzialità dell’invenzione lo scienziato è ben conscio le sue celle non potranno sostituire in breve tempo quelle al silicio. “Si tratta – ha concluso – di un modo diverso per raccogliere energia solare. Per soddisfare il nostro fabbisogno energetico abbiamo bisogno di tutti gli approcci possibili”.

fonte: rinnovabili.it