Nell’agosto 2014, i ricercatori della Michigan State University hanno creato un concentratore solare completamente trasparente, che potrebbe trasformare qualsiasi finestra o foglio di vetro (come lo schermo del vostro smartphone) in una cella solare fotovoltaica. A differenza di altre celle solari “trasparenti” di cui abbiamo parlato in passato, questa è davvero trasparente, come si può vedere nelle foto di questa storia. Secondo Richard Lunt, che ha guidato la ricerca all’epoca, il team era fiducioso che i pannelli solari trasparenti possono essere efficacemente distribuiti in una vasta gamma di impostazioni, da “edifici alti con un sacco di finestre o qualsiasi tipo di dispositivo mobile che richiede alta qualità estetica come un telefono o un e-reader.”
Ora Ubiquitous Energy, una startup del MIT di cui abbiamo parlato per la prima volta nel 2013, è sempre più vicina a portare i suoi pannelli solari trasparenti sul mercato. Lunt è cofondatore dell’azienda e rimane assistente professore di ingegneria chimica e scienza dei materiali alla Michigan State University. Essenzialmente, quello che stanno facendo è invece di ridurre i componenti, stanno cambiando il modo in cui la cella assorbe la luce. La cella raccoglie selettivamente la parte dello spettro solare che non possiamo vedere con il nostro occhio, mentre lascia passare la normale luce visibile.
Scientificamente, un pannello solare trasparente è qualcosa di un ossimoro. Le celle solari, in particolare quelle fotovoltaiche, producono energia assorbendo fotoni (luce solare) e convertendoli in elettroni (elettricità). Se un materiale è trasparente, tuttavia, per definizione significa che tutta la luce passa attraverso il mezzo per colpire la parte posteriore dell’occhio. Questo è il motivo per cui le precedenti celle solari trasparenti sono state in realtà solo parzialmente trasparenti – e, per aggiungere l’insulto al danno, di solito gettano anche un’ombra colorata.
I sali organici assorbono UV e infrarossi, ed emettono infrarossi – processi che avvengono al di fuori dello spettro visibile, così da apparire trasparenti.
Per aggirare questa limitazione, i ricercatori del Michigan State usano una tecnica leggermente diversa per raccogliere la luce del sole. Invece di cercare di creare una cella fotovoltaica trasparente (che è quasi impossibile), usano un concentratore solare luminescente trasparente (TLSC). Il TLSC consiste in sali organici che assorbono specifiche lunghezze d’onda non visibili della luce ultravioletta e infrarossa, che poi luminescono (brillano) come un’altra lunghezza d’onda della luce infrarossa (anch’essa non visibile). Questa luce infrarossa emessa viene guidata verso il bordo della plastica, dove sottili strisce di cella solare fotovoltaica convenzionale la convertono in elettricità.
Se si guarda da vicino, si possono vedere un paio di strisce nere lungo i bordi del blocco di plastica. Altrimenti, però, il materiale organico attivo – e quindi la maggior parte del pannello solare – è altamente trasparente. (Leggi: La fissione solare singoletto piega le leggi della fisica per aumentare l’efficienza dell’energia solare del 30%.)
Il prototipo TLSC ha attualmente un’efficienza di circa l’1%, ma pensano che il 10& dovrebbe essere possibile una volta iniziata la produzione. I concentratori luminescenti non trasparenti (che inondano la stanza di luce colorata) raggiungono al massimo il 7% circa. Da soli non sono cifre enormi, ma su una scala più grande – ogni finestra di una casa o di un blocco di uffici – i numeri si sommano rapidamente. E mentre probabilmente non stiamo parlando di una tecnologia che può mantenere il vostro smartphone o tablet in funzione a tempo indeterminato, sostituendo il display del vostro dispositivo con un TLSC potreste ottenere qualche minuto o ora in più di utilizzo con una singola carica della batteria.
“Si apre un sacco di area per distribuire l’energia solare in modo non intrusivo”, ha detto Lunt in un’intervista al blog Today della Michigan State. “Può essere utilizzato su edifici alti con molte finestre o su qualsiasi tipo di dispositivo mobile che richiede un’alta qualità estetica come un telefono o un e-reader. I ricercatori – e Ubiquitous Energy – sono fiduciosi che la tecnologia possa essere scalata dalle grandi applicazioni industriali e commerciali, fino ai dispositivi di consumo, pur rimanendo accessibile. Finora, una delle maggiori barriere all’adozione su larga scala dell’energia solare è la natura invadente e brutta dei pannelli solari – ovviamente, se possiamo produrre grandi quantità di energia solare da fogli di vetro e plastica che sembrano normali fogli di vetro e plastica, allora sarebbe incredibile.
Per saperne di più, leggi Come funzionano le celle solari?
Sebastian Anthony ha scritto la versione originale di questo articolo. Da allora è stato aggiornato con nuove informazioni.