Da asporto chiave
- I ricercatori in Australia hanno sviluppato una speciale cella solare semitrasparente.
- È leggermente meno efficiente dei tradizionali pannelli solari ma lascia entrare abbastanza luce per essere usata come finestra.
- I ricercatori vogliono installare queste finestre semitrasparenti che generano elettricità in grattacieli che di solito non hanno spazio sul tetto per i tradizionali pannelli solari.
I ricercatori hanno escogitato una soluzione innovativa per trasformare i brufoli urbani in generatori di energia pulita.
Un team di ricercatori australiani ha creato celle solari semitrasparenti che un giorno potrebbero consentire ai grattacieli di generare la propria energia. Le celle solari trasparenti sono realizzate con celle di perovskite, che sono spesso salutate come il futuro delle celle solari.
"Questo lavoro fornisce un importante passo avanti verso la realizzazione di dispositivi di perovskite stabili e ad alta efficienza che possono essere utilizzati come finestre solari per soddisfare quella che è un'opportunità di mercato in gran parte non sfruttata", il professor Jacek Jasieniak del Dipartimento di scienza e ingegneria dei materiali alla Monash University, ha affermato in un comunicato stampa dell'università.
Finestre alimentate
Il silicio cristallino è da decenni la scelta ideale per la costruzione di pannelli solari. I ricercatori, tuttavia, sono alla ricerca di alternative, principalmente a causa del costoso e intenso processo di creazione di pannelli solari a base di silicio.
Le celle solari in perovskite sono emerse come un' alternativa promettente. La perovskite prende il nome dalla sua particolare struttura cristallina. Lo scienziato tedesco Gustav Rose lo scoprì nel 1839. Le perovskiti sono facili da sintetizzare e la loro struttura distintiva le rende altamente efficienti come impianti fotovoltaici (PV) per convertire la luce solare in energia.
Basandosi su questo, il team di ricercatori dell'ARC Center of Excellence in Exciton Science guidato dal professor Jasieniak ha creato cellule di perovskite con un'efficienza di conversione del 15,5%, consentendo il passaggio di oltre il 20% della luce visibile. Per mettere questo in prospettiva, le celle al silicio sul tetto di solito hanno un'efficienza di circa il 20 percento.
Nel 2020, lo stesso gruppo di ricercatori ha prodotto celle solari in perovskite semitrasparente con un'efficienza di conversione di potenza del 17% e potrebbe far passare il 10% della luce visibile.
Mentre l'efficienza di conversione dell'energia nell'ultima ricerca è inferiore di qualche tacca rispetto ai risultati precedenti del team, la quantità di luce visibile che il nuovo materiale consente di attraversare è raddoppiata. I ricercatori sostengono che ciò aumenterebbe significativamente il loro potenziale di utilizzo in un'ampia gamma di applicazioni del mondo reale.
"[Le celle solari semitrasparenti] hanno attirato un'attenzione significativa nel mercato del fotovoltaico integrato negli edifici (BIPV), poiché aumentano notevolmente la superficie disponibile che può essere utilizzata per generare elettricità in un ambiente urbano", nota i ricercatori. "Inoltre, hanno anche il vantaggio di ridurre il guadagno di calore incidente negli edifici assorbendo e riflettendo parzialmente la luce solare."
Un passo più vicino
Un altro miglioramento delle celle solari in perovskite create come parte dell'ultima ricerca è la stabilità a lungo termine quando testata per l'illuminazione e il riscaldamento continui, che secondo i ricercatori imita le condizioni che il materiale incontrerebbe nell'uso nel mondo reale.
Gli edifici non sono attualmente costruiti per ospitare facciate che generano energia.
"La scienza alla base funziona e il concetto è fantastico, in particolare per gli edifici con enormi facciate in vetro e uno spazio relativamente piccolo sul tetto disponibile per il fotovoltaico convenzionale al silicio", ha affermato il dott. James O'Shea, Professore Associato e Lettore di Fisica. School of Physics & Astronomy e University of Nottingham Energy Institute, hanno detto a Lifewire in una e-mail.
Anche Lance Wheeler, uno scienziato del personale del National Renewable Energy Laboratory (NREL), è entusiasta dello sviluppo. "Le metriche di efficienza e trasparenza delle finestre fotovoltaiche in perovskite continuano a crescere e potrebbero portare a impatti nel mondo reale", ha detto Wheeler a Lifewire via e-mail.
Tuttavia, Wheeler ha sottolineato che diverse aree devono essere affrontate oltre all'efficienza e alla trasparenza prima di vedere queste finestre fotovoltaiche semitrasparenti distribuite in modo onnipresente.
Per cominciare, dovrebbero assumere un colore esteticamente accettabile. Wheeler ha detto che le celle di perovskite sono gialle, arancioni o rosse e dovrebbe esserci uno strato aggiuntivo per cambiare il colore in grigi neutri o blu e verdi tenui, che sono i più comuni per Windows.
Wheeler ha anche riconosciuto che mentre i materiali perovskite hanno fatto molta strada in termini di durata, le applicazioni integrate negli edifici sono ancora più esigenti del solare sui tetti o su scala industriale poiché il guasto e la sostituzione sono più costosi e dannosi per gli occupanti.
Dott. O'Shea ha suggerito che le celle solari in perovskite possono forse essere utilizzate in tandem con il silicio tradizionale per realizzare celle ibride con maggiore efficienza. È fiducioso che lo sviluppo delle finestre solari aiuterà a promuovere la maturità della tecnologia delle celle solari in perovskite, portando a una loro maggiore adozione nei prossimi anni.
"Gli edifici non sono attualmente costruiti per ospitare facciate che generano energia", ha sottolineato Wheeler. "Ci deve essere istruzione e cambiamento nel settore edile prima che ciò avvenga su larga scala."
