FV, nuove cellule solari recuperano i fotoni sprecati e li convertono in elettricità

Fotovoltaico più efficiente grazie ai nanocristalli dorati. Le nuove celle solari – capaci di recuperare i fotoni sprecati per poi convertirli in energia rinnovabile – sono state realizzate dai ricercatori dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca. Il gruppo di lavoro – a capo del team di Spettroscopia Avanzata di Nanomateriali Funzionali – è composto da Angelo Monguzzi, Sergio Brovelli e Francesco Meinardi.

Punto chiave delle ricerca, come detto in precedenza, la capacità di recuperare i fotoni sprecati per poi convertirli in energia rinnovabile. I nanocristalli fluorescenti vengono arricchiti con una minima parte d’oro e da cromofori organici. Attraverso questa struttura i ricercatori affermano di poter estendere lo spettro di luce convertito dai pannelli solari.

Così Monguzzi a riguardo: “Questa trasformazione prende il nome di Photon Upconversion e funziona grazie all’interazione tra due oggetti. Un’antenna costituita da un nanocristallo a semiconduttore, che cattura l’energia solare, e un convertitore/emettitore che riceve l’energia dall’antenna e genera i fotoni ad alta energia.”

Il trasferimento di energia tra l’antenna e il convertitore rappresenta l’elemento chiave delle nuove celle solari. Secondo quanto ha sottolineato Brovelli: “Per massimizzarne l’efficienza i nanocristalli a semiconduttore assorbitori di luce sono stati modificati introducendo delle impurezze di oro, sotto forma di “quantum clusters”, in grado di funzionare da ponte energetico tra il nanocristallo stesso e i convertitori. Sfruttano meccanismi ultraveloci che avvengono su scale temporali velocissime, inferiori al milionesimo di milionesimo di secondo (picosecondi), e quindi estremamente efficienti”.

Riguardo infine le possibilità di applicazione della nuova tecnologia, Meinardi ha concluso: “Il funzionamento di questo meccanismo per catturare e trasportare energia all’interfaccia tra materiale inorganico e organico si basa su concetti assolutamente generali. Questi potranno portare allo sviluppo di nuovi nanomateriali ibridi da impiegare anche in altri campi della fotonica e dell’optoelettronica. Per esempio per produrre nuovi markers per bio-imaging e nuovi sensori, oppure della fotochimica”.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Advanced Materials con il titolo “High Photon Upconversion Efficiency with Hybrid Triplet Sensitizers by Ultrafast Hole-Routing in Electronic-Doped Nanocrystals“.

 

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