Assorbire i raggi infrarossi per convertirli in energia elettrica è la nuova sfida per il fotovoltaico di ultima generazione. Un contributo interessante, che promette una svolta anche a livello commerciale, arriva dai ricercatori del dipartimento di Ingegneria e Scienza dei Materiali dell'Università della California di Los Angeles (UCLA). In California, infatti, stanno mettendo a punto una nuova classe di celle solari, realizzate a partire da materiali polimerici, con caratteristiche inedite. Si tratta di celle fotovoltaiche trasparenti, in grado di assorbire la componente infrarossa dello spettro solare e che quindi possono essere utilizzate come elementi di integrazione per finestre o dispositivi elettronici mobili.
I prototipi realizzati finora sono stati progettati a partire da materiali plastici leggeri, flessibili e, soprattutto, con costi molto più bassi rispetto alle celle tradizionali, che consentirebbe più facilmente una produzione su larga scala. La chiave dell'innovazione di questi prodotti sta proprio nel polimero utilizzato, in grado di assorbire le frequenze IR, che ha permesso di migliorare la trasparenza alle lunghezze d’onda visibili, dal momento che può essere depositato su superfici piane, risultando quasi completamente invisibile all’occhio umano. Analogamente, l'elettrodo utilizzato consiste di una pellicola composta da nanofili d’argento dello spessore di appena 0,1 micron - vale a dire un millesimo dello spessore di un capello - praticamente invisibili all’occhio umano. Il più grosso limite di questa scoperta, per ora, sta nell’efficienza - il rapporto tra energia luminosa/energia elettrica in uscita - pari ad appena il 4% di valore nominale raggiunto in laboratorio (il fotovoltaico classico, basato sul silicio, raggiunge prestazioni del 18%).
Ma secondo Yang Yang, docente presso la UCLA e a capo del progetto, ci sono margini di ottimismo: “Lo spettro dell’infrarosso è enorme ed è enorme l’energia disponibile. Al momento siamo in grado di raccogliere solo un terzo degli infrarossi ma, in futuro, l’efficienza della nostra cella potrebbe raddoppiare o triplicare. Questi risultati ci consentono di immaginare un utilizzo di queste celle solari polimeriche trasparenti come componenti di dispositivi elettronici portatili, oltre che come finestre intelligenti e moduli fotovoltaici integrati negli edifici e in altre applicazioni. Nel giro di 5 anni ci aspettiamo di raggiungere un tasso di conversione prossimo al 10%”.
