I ricercatori affermano che la svolta potrebbe portare alla produzione di pannelli solari più sottili, leggeri e flessibili che potrebbero essere utilizzati per alimentare più case ed essere utilizzati in una gamma più ampia di prodotti.
Lo studio --guidato da ricercatori dell’Università di York e condotto in collaborazione con l’Università NOVA di Lisbona (CENIMAT-i3N) – ha studiato come i diversi design delle superfici influiscono sull’assorbimento della luce solare nelle celle solari, che messe insieme formano i pannelli solari.
Gli scienziati hanno scoperto che il design a scacchiera migliora la diffrazione, il che aumenta la probabilità che la luce venga assorbita e poi utilizzata per creare elettricità.
Il settore delle energie rinnovabili è costantemente alla ricerca di nuovi modi per aumentare l’assorbimento della luce delle celle solari in materiali leggeri che possono essere utilizzati in prodotti, dalle tegole dei tetti alle vele delle barche e alle attrezzature da campeggio.
Il silicio di grado solare, utilizzato per creare celle solari, richiede molta energia da produrre, quindi creare celle più sottili e modificare il design della superficie le renderebbe più economiche e più rispettose dell’ambiente.
Il dottor Christian Schuster del Dipartimento di Fisica ha dichiarato: "Abbiamo trovato un semplice trucco per aumentare l'assorbimento delle celle solari sottili. Le nostre indagini mostrano che la nostra idea in realtà rivaleggia con il miglioramento dell'assorbimento di progetti più sofisticati, assorbendo allo stesso tempo più luce in profondità piano e meno luce in prossimità della struttura superficiale stessa.
"Le nostre regole di progettazione soddisfano tutti gli aspetti rilevanti dell'intrappolamento della luce per le celle solari, aprendo la strada a strutture diffrattive semplici, pratiche e tuttavia eccezionali, con un potenziale impatto che va oltre le applicazioni fotoniche.
"Questo progetto offre il potenziale per integrare ulteriormente le celle solari in materiali più sottili e flessibili e quindi creare maggiori opportunità di utilizzare l'energia solare in più prodotti."
Lo studio suggerisce che il principio di progettazione potrebbe avere un impatto non solo nel settore delle celle solari o dei LED, ma anche in applicazioni quali protezioni antirumore, pannelli frangivento, superfici antiscivolo, applicazioni di biosensori e raffreddamento atomico.
Il dottor Schuster ha aggiunto:"In linea di principio, utilizzeremmo dieci volte più energia solare con la stessa quantità di materiale assorbente: celle solari dieci volte più sottili potrebbero consentire una rapida espansione del fotovoltaico, aumentare la produzione di elettricità solare e ridurre notevolmente la nostra impronta di carbonio.
“In effetti, poiché la raffinazione della materia prima del silicio è un processo ad alta intensità energetica, celle di silicio dieci volte più sottili non solo ridurrebbero la necessità di raffinerie ma costerebbero anche meno, rafforzando così la nostra transizione verso un’economia più verde”.
I dati del Dipartimento per le imprese, l’energia e la strategia industriale mostrano che l’energia rinnovabile – inclusa l’energia solare – ha costituito il 47% della produzione di elettricità del Regno Unito nei primi tre mesi del 2020.
Orario di pubblicazione: 12 aprile 2023