Fotovoltaico a più di 1000 °C ecco le celle che sfruttano il calore

Si tratta di un fotovoltaico in grado di sfruttare il calore migliorando sensibilmente l’efficienza delle celle solari.

I tradizionali pannelli fotovoltaici, infatti, funzionano in maniera ottimale con temperature intorno ai 25 gradi centigradi. Con l’aumentare della temperatura, che d’estate in Italia più arrivare ad oltre 40 gradi, il rendimento dei pannelli scende sensibilmente, fino a condizionare notevolmente le prestazioni dell’intero impianto. Se pensiamo poi a paesi molto più caldi, il limite posto dalle elevate temperature di funzionamento può rappresentare un grosso problema.

La scoperta o, sarebbe meglio dire, l’invenzione è stata fatta da un gruppo di ricerca internazionale guidato dall’Università di Standford (California) ed è stato pubblicato sulla rivista  Nature Communications. Lo studio farebbe superare alla tecnologia fotovoltaica una delle attuali maggiori criticità: la temperatura che ostacola le prestazioni delle celle fv.

Si tratta infatti delle prime celle fotovoltaiche in grado, non solo di essere immuni, ma di sfruttare le alte temperature per produrre più energia pulita. Sono celle solari “ultra-calde” realizzate grazie ad un nuovo materiale che può resistere ad altissime temperature: fino ad oltre 1.400 gradi centigradi. Questo materiale avrebbe il pregio di trasformare il calore del sole in raggi infrarossi sfruttabili dagli stessi pannelli per produrre elettricità.

Shanhui Fan, il direttore del gruppo di ricerca, ha affermato che i nuovi materiali produrrebbero prestazioni da record in quanto a stabilità termica e sarebbero una vera innovazione per il comparto del “termo-fotovoltaico”.

Cosa fa questo nuovo fotovoltaico “termico”?

Normalmente i pannelli fotovoltaici contengono uno strato di silicio in grado di assorbire l’energia solare per trasformarla in elettricità attraverso “l’effetto fotovoltaico”. Non tutta la luce, però, viene commutata in energia. In questo processo di trasformazione, solo una parte della luce, quella “infrarossa“, viene utilizzata per generare elettricità. La parte dell’energia solare rimanente (quella a frequenza diversa dai raggi infrarossi) viene dispersa e “dissipata” in calore.

Il nuovo modulo fotovoltaico avrebbe il pregio di limitare questa dispersione di calore attraverso un materiale “adattatore” che è in grado di “sezionare” la luce in lunghezze d’onda più piccole, meglio sfruttabili per il funzionamento delle celle fotovoltaiche. Il materiale utilizzato per facilitare questo processo sarebbe un materiale ceramico insieme al tungsteno, elementi in grado di funzionare bene fino a temperature altissime: fino a 1.400 gradi centigradi.

In realtà il principio non è nuovo al mondo della ricerca sul fotovoltaico, però il merito di questo gruppo di ricerca è quello di aver migliorato i dispositivi costruiti fin’ora, che avevano ancora il limite di prestazioni poco efficaci.