Un nuovo design di celle solari trasparenti potrebbe coniugare elevate efficienze con una durata stimata di 30 anni, spianando la strada a finestre che forniscono anche energia solare.
“L’energia solare è la forma di energia più economica che l’umanità abbia mai prodotto dalla rivoluzione industriale”, dice Stephen Forrest, professore di ingegneria elettrica presso l’Università del Michigan, che ha guidato la ricerca. “Con questi dispositivi trasparenti utilizzati sulle finestre un edificio diventa una centrale elettrica.”
Il silicio perderà terreno
Anche se resta il re per l’efficienza dei suoi pannelli solari, il silicio non permette di averne trasparenti. Per creare pannelli solari compatibili con le finestre, i ricercatori hanno esplorato materiali organici o a base di carbonio. La sfida per il team era impedire che i materiali organici efficienti per la conversione della luce si degradassero rapidamente durante l’uso. I precedenti esperimenti hanno prodotto pannelli la cui efficienza scendeva sotto il 40% del loro valore in sole 12 settimane.
Studiando la natura dei danni subiti da quelle celle solari, il team ha riconosciuto che avevano solo bisogno di migliorare in pochi punti. Anzitutto, nel bloccare la luce UV. Per questo hanno aggiunto un sottile strato di ossido di zinco sul lato del vetro rivolto verso il sole. Per proteggere i dispositivi che assorbono luce, poi, il team ha aggiunto due strati di materiali a base di carbonio.
I test sulle celle solari trasparenti
Il team ha quindi testato la capacità di difesa delle nuove celle trasparenti. Lo ha fatto con diverse intensità di luce solare simulata, dal tipico sole 1 fino alla luce di 27 soli e temperature fino a 150 gradi Fahrenheit. Studiando come le prestazioni sono diminuite in queste condizioni, il team ha calcolato che queste celle solari trasparenti funzionerebbero ancora all’80% di efficienza dopo 30 anni. Un salto in avanti straordinario.
Forrest vede questi dispositivi finire direttamente nelle finestre delle abitazioni. Attualmente sono trasparenti al 40%, ma il traguardo del 60% di trasparenza è dietro l’angolo.
Poiché i materiali per queste celle trasparenti possono essere stoccati e trasportati come liquidi, i costi di produzione dovrebbero essere relativamente bassi.
La ricerca è stata pubblicata su Nature Communications
