Finestre fotovoltaiche: efficienza record grazie alle nanoparticelle di carbonio

Alla base delle finestre che producono energia, tecnologia emergente che promette importanti sviluppi ma che fino ad oggi ha faticato a decollare, ci sono i concentratori solari luminescenti (LSC) ovvero collettori colorati e semiatrasparenti che, grazie ai pigmenti che si trovano in superficie, assorbono la luce solare per poi concentrarla nelle celle solari distribuite lungo il bordo, convertendola in elettricità.

I tre punti chiave per il successo della penetrazione sul mercato degli LSC sono la soluzione del problema delle perdite di luce dovute al riassorbimento durante la raccolta della luce; l’alta efficienza di conversione luce-elettricità del dispositivo finale e la stabilità a lungo termine della struttura LSC.

Uno Studio firmato da un team di ricercatori italo-cinese, guidato da Alberto Vomiero professore all’Università Ca’ Foscari Venezia e dalla svedese Luleå Tekniska Universitet, ha studiato la  produzione di concentratori solari luminescenti ecologici e ad alta efficienza. Nella sperimentazione, che ha dato risultati record in termini di efficienza, sono stati utilizzati come pigmenti nanoparticelle di carbonio (carbon dot), ed è stata studiata una metodologia per la vasta produzione di queste particelle di dimensione inferiore al milionesimo di millimetro.

I risultati della ricerca, spiega Alberto Vomiero, dimostrano che si possono fabbricare “LSC ecosostenibili a partire da carbon quantum dots ottenuti da acido citrico e urea con un processo sottovuoto. La radiazione che viene convertita in energia elettrica non è quella che incide sulla finestra, ma quella generata dai carbon dot, che assorbono parte della luce incidente e riemettono luce che viene “guidata” dal vetro della finestra fino al bordo, dove sono posizionate le celle solari”.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla copertina della rivista scientifica Energy and Environmental Science, tra le più prestigiose pubblicazioni scientifiche nell’ambito dei dei materiali per le applicazioni energetiche.

Hanno lavorato allo studio scienziati di Ca’ Foscari, Qingdao University, Lulea University of Technology, Wuhan University of Technology, Tsinghua University, Laboratory of New Fiber Metaril and Modern Textile.

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