Hanno superato ogni primato precedente, raggiungendo un’efficienza ottica record del 6,8 per cento. Si tratta dei concentratori solari luminescenti integrati sulle finestre fotovoltaiche brevettate dall’Università di Milano-Bicocca e recentemente cedute alla startup innovativa Glass to Power.
Lo studio alla base della scoperta, “Evidence for the Band-Edge Exciton of CuInS2 Nanocrystals Enables Record Efficient Large-Area Luminescent Solar Concentrators” , è stato realizzato da un team di ricerca del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca coordinato da Sergio Brovelli e Francesco Meinardi (rispettivamente docenti di Fisica sperimentale e Fisica della materia), in collaborazione con il gruppo guidato da Margherita Zavelani-Rossi del Politecnico di Milano e da Scott A. Crooker del Los Alamos National Laboratory (U.S.A.), ed è stato appena pubblicato sulla rivista Advanced Functional Materials.
Questi dispositivi fotovoltaici si basano su lastre di plastica nelle quali sono incorporate speciali nanoparticelle che catturano e concentrano la luce solare, trasformando così comuni finestre in pannelli solari semitrasparenti. Una tecnologia che non impatta l’estetica degli edifici e che è compatibile con i processi di fabbricazione di vetrocamere isolate termicamente, dunque, particolarmente adatta alla realizzazione di “Zero-Energy Buildings”, ovvero edifici sostanzialmente autonomi da un punto di vista energetico, come previsto dalla normativa europea (direttive 31/2010/UE e 2012/27/UE) che entrerà in vigore entro il 2020.
Fondandosi su predizioni teoriche e svolgendo studi sperimentali, gli scienziati hanno individuato i parametri chiave che determinano la capacità di concentrazione della luce di nanoparticelle a base di elementi ecocompatibili e a basso costo e hanno così indirizzato il team di ricerca e sviluppo di Glass to Power per la produzione di nanoparticelle con dimensioni e composizione ottimizzate per i concentratori solari luminescenti (LSC).
Esattamente tre anni fa, dagli studi sugli LSC a base di nanoparticelle a semiconduttore realizzati da Sergio Brovelli e Francesco Meinardi, nasceva la società spin-off Glass to Power con la missione di trasformare la famiglia di brevetti in una realtà industriale per la produzione di vetrate fotovoltaiche semitrasparenti in grado di soddisfare il fabbisogno energetico di un edificio.
«Le nanoparticelle a semiconduttore sono il cuore degli LSC in quanto loro è il compito di assorbire e concentrare la luce solare – spiega Francesco Meinardi, presidente del Consiglio di Amministrazione di Glass to Power – per ottenere prestazioni elevate in dispositivi industrializzati è quindi cruciale comprenderne a fondo le proprietà ottiche fondamentali ed essere in grado di controllarle con strategie chimiche compatibili con la produzione su ampia scala».
«Questi prototipi ad alta efficienza e grandi dimensioni – conclude Sergio Brovelli, co-fondatore e presidente del consiglio Scientifico di Glass to Power – dimostrano come il connubio tra ricerca fondamentale ed industriale sia un fattore chiave per raggiungere avanzamenti tecnologici di grande impatto per la qualità della vita e dell’ambiente. Glass to Power è ora pienamente impegnata nell’industrializzare i processi produttivi per arrivare a breve sul mercato con prodotti certificati e costi contenuti».
