Nuove celle solari generano elettricità anche in ambienti interni

Queste nuove celle solari sono rivoluzionarie, e genererà elettricità in ambienti interni e non solo esterni.

Non è un segreto che buona parte del tempo venga trascorsa tra pareti e soffitti, lontani dalla luce naturale. Uffici, case, negozi… tutto illuminato da LED o neon. E allora viene spontanea una domanda: si può sfruttare anche questa luce artificiale per generare energia? A quanto pare sì. Un gruppo di ricercatori ha appena presentato delle nuove celle solari che riescono a produrre elettricità partendo proprio da quelle luci che ci circondano ogni giorno.

La notizia arriva da uno studio pubblicato su APL Energy, dove si parla di dispositivi capaci di convertire quasi il 39% della luce indoor in elettricità. Ma non solo: funzionano anche in condizioni di bassa luminosità, tipo nei giorni nuvolosi, e potrebbero essere perfetti per alimentare dispositivi elettronici portatili, sensori e dispositivi indossabili. 

Il punto forte di queste celle non è solo la loro efficienza, ma il materiale con cui sono costruite: i perovskiti. A differenza dei classici pannelli al silicio, i perovskiti sono più leggeri, flessibili e facili da produrre. In più, hanno un’ottima capacità di trasformare anche la luce fioca in energia utilizzabile. Per farla breve: possono lavorare dove il silicio tradizionale fa fatica.

Un aspetto tecnico, ma fondamentale, è il “bandgap”, cioè quel valore che indica quali lunghezze d’onda della luce una cella può assorbire. I ricercatori sono riusciti ad adattare il bandgap delle celle proprio alla luce artificiale che usiamo al chiuso, modificando la composizione chimica del perovskite. 

Una ricerca interessante

A sviluppare queste celle solari sono stati i ricercatori della National Yang Ming Chiao Tung University, che hanno messo a punto una tecnica di “passivazione” per migliorare le prestazioni delle celle a banda larga (WBG) a base di perovskiti. Il trucco sta nell’aggiungere agenti chelanti contenenti legami fosforo-ossigeno durante la fase di produzione. Questi composti vanno a occupare i difetti superficiali dei film di perovskite, che normalmente riducono l’efficienza.

Tra i materiali testati, il più efficace si è rivelato il PPF, un composto che riesce a migliorare sia la stabilità del dispositivo che il trasporto delle cariche elettriche. Le celle trattate con PPF hanno raggiunto un’efficienza del 12,76% sotto la classica luce solare da laboratorio (quella standard), ma hanno dato il meglio sotto luce indoor: con soli 2000 lux (l’equivalente di un ufficio ben illuminato) hanno raggiunto un picco del 38,7%.

Il potenziale delle celle solari

L’obiettivo di questo tipo di celle non è sostituire i grandi impianti fotovoltaici, ma integrarsi con dispositivi piccoli, quotidiani, e sempre più presenti nella vita di tutti. Dai sensori per l’Internet of Things ai gadget indossabili, la richiesta di energia in ambienti chiusi è in crescita, e questi materiali potrebbero rappresentare una risposta efficace, sostenibile e facilmente implementabile.

Va detto che raggiungere una simile efficienza in condizioni di luce artificiale non è affatto scontato. I ricercatori hanno dovuto gestire la complessità della miscela di ioni usati per creare il perovskite e superare il problema dei difetti che normalmente penalizzano le prestazioni. La strategia dei legami fosforo-ossigeno sembra essere la chiave per risolvere entrambe le criticità, rendendo queste celle una soluzione concreta per l’energia indoor del futuro.