Importante novità nel campo delle energie rinnovabili, dove la tecnologia moderna sta permettendo la realizzazione di rivoluzionari pannelli solari trasparenti.

Ben presto dunque potremmo avere finestre che sfruttano la luce solare per produrre energia in maniera semplice ed economica, grazie a questa innovativa tecnica.

Il nuovo tipo di pannello solare è già in fase di realizzazione e sta aprendo la strada a nuove prospettive d’impiego del fotovoltaico nella produzione di energia pulita.

Il pannello sfrutta le “celle di Grätzel“, sistema inventato dallo scienziato tedesco a cui diede proprio il suo nome nel 1991. Negli anni si sono susseguiti diversi tentativi di ottimizzare l’invenzione fino ad arrivare al nuovo prototipo, perfezionato da un team dell’École Polytechnique Fédérale di Losanna, in Svizzera, che ha raggiunto un record in termini di efficienza. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica britannica Nature.

I valori ottenuti sono davvero sorprendenti: l’efficienza di conversione della potenza delle celle solari è stata aumentata fino al 30% in condizioni di luce ambientale e il 15,2 % in presenza di luce solare diretta, con una stabilità operativa testata per oltre 500 ore.

Gli studiosi hanno precisato che questo sviluppo offre “prospettive promettenti per le applicazioni come l’alimentazione e la sostituzione della batteria per i dispositivi elettronici a bassa potenza che utilizzano la luce ambientale come fonte di energia”.

Pannelli solari trasparenti: come funzionano

Le celle di Grätzel permettono di convertire la luce solare in elettricità come i pannelli tradizionali ma con il vantaggio di essere completamente trasparenti.

Ciò consente dunque l’utilizzo di questi pannelli al posto di finestre, facciate in vetro oppure anche serre. La tecnologia potrebbe essere facilmente estesa addirittura agli schermi dei dispositivi elettronici portatili.

Per ottimizzare le prestazioni fotovoltaiche e l’efficienza di conversione in energia da parte delle nuove celle solari, i ricercatori hanno sviluppato una tecnica di “pre-adsorbimento”.

La trasparenza del nuovo dispositivo è permessa attraverso il controllo dell’assemblaggio dei fotosensibilizzatori, vale a dire dei composti coloranti che assorbono la luce e iniettano elettroni in una serie di nanocristalli di biossido di titanio che successivamente vengono raccolti come corrente elettrica.

Ciò rende possibile al pannello di catturare la luce nell’intero dominio del visibile.

In particolare il risultato prefisso è stato raggiunto attraverso il metodo della cosensitizzatione, un approccio di fabbricazione chimica che sfrutta due o più composti coloranti che hanno un assorbimento ottico complementare.

In un certo senso il funzionamento di queste celle può ricordare il processo di fotosintesi con cui le piante riescono a assorbire l’energia solare attraverso la clorofilla.

I ricercatori dell’École Polytechnique Fédérale di Losanna hanno illustrato le motivazioni per cui questa particolare tecnica abbia permesso di aumentare di molto l’efficienza delle celle solari:

“La cosensitizzatione ha spostato le efficienze di conversione di potenza verso valori da record mondiale, proprio perché può plausibilmente combinare coloranti in grado di assorbire la luce dall’intero spettro luminoso”.

Le prime applicazioni

Alcune celle dello stesso tipo ma con efficienza ridotta erano già state realizzate e messe in funzione sulle facciate in vetro dello SwissTech Convention Center. Le stime energetiche indicano una produzione di energia elettrica di circa 8.000 kWh ogni anno.

La tecnologia, inoltre, ben si adatta alle esigenze di leggerezza e flessibilità. Ed infatti sono già attualmente in commercio, alcune versioni ridotte delle celle solari trasparenti a supporto dei dispositivi elettronici portatili nonché nel settore delle telecomunicazioni e dell’informatica.

Ma il nuovo prototipo offre un’efficienza nettamente maggiore e un notevole risparmio di produzione. I costi infatti sono abbattuti grazie alla fabbricazione attraverso le tradizionali tecniche di stampa a bobine.

Ciò inevitabilmente faciliterà la diffusione del nuovo modello in diversi campi di applicazione. Insomma, i risultati ottenuti da questa ricerca potrebbero essere rivoluzionari e consentire sempre più lo sfruttamento dell’energia solare e contrastare le emissioni dannose derivanti dalla produzione di energia attraverso fonti non rinnovabili.

In linea teorica, il rapporto prezzo/prestazioni delle nuove celle solari garantirebbe a questa metodologia di utilizzo di energia rinnovabile di essere altamente competitiva con la produzione elettrica da combustibili fossili.