Ilaria Rosella Pagliaro Gli scienziati di Würzburg hanno creato un nuovo sistema di raccolta della luce che assorbe tutta la luce visibile, rendendo le tecnologie solari più efficienti e leggere rispetto ai semiconduttori inorganici tradizionali
©University of Würzburg
I ricercatori dell’Università di Würzburg hanno sviluppato un rivoluzionario sistema di raccolta della luce che potrebbe trasformare il modo in cui utilizziamo l’energia solare. Questo innovativo sistema utilizza coloranti speciali per assorbire una quantità sorprendente di energia luminosa in uno strato sottilissimo.
Per trasformare la luce del sole in energia, serve un sistema che catturi la radiazione in modo efficiente. Questo sistema dovrebbe essere in grado di assorbire tutto lo spettro visibile, proprio come fanno le piante e i batteri per la fotosintesi. Le piante e i batteri usano strutture molto complesse per catturare un ampio spettro. Queste strutture richiedono molti tipi di coloranti diversi per trasmettere l’energia raccolta e concentrarla in un punto centrale.
I sistemi di raccolta energetica attualmente disponibili hanno alcune limitazioni. Ad esempio, i semiconduttori inorganici come il silicio possono assorbire una vasta gamma di radiazioni, ma lo fanno in modo debole. Per raccogliere abbastanza energia, servono strati molto spessi di silicio, rendendo le celle solari pesanti e ingombranti.
I coloranti organici usati nelle celle solari sono molto più sottili, con uno spessore di circa 100 nanometri. Tuttavia, riescono ad assorbire solo una parte limitata dello spettro, risultando meno efficienti.
I ricercatori dell’Università di Würzburg, in Germania, hanno sviluppato un nuovo sistema di raccolta energetica che è molto più efficiente. Questo sistema, descritto sulla rivista “Chem”, assorbe la radiazione su tutto lo spettro visibile, come fanno i semiconduttori inorganici, ma utilizza i coloranti organici che assorbono l’energia molto meglio, come spiegato dal professor Frank Würthner della JMU:
Il nostro sistema ha una struttura simile a quella dei semiconduttori inorganici, quindi assorbe tutta la radiazione visibile. Utilizza anche i coloranti organici che hanno un’elevata capacità di assorbimento. Così può raccogliere molta energia in uno strato sottile, simile ai sistemi naturali di raccolta della luce.
Quattro coloranti in una disposizione intelligente
Il nuovo sistema di raccolta energetica di Würzburg utilizza quattro diversi coloranti merocianinici, disposti e impilati in modo molto compatto. Questa disposizione complessa permette un trasporto di energia ultra-rapido ed efficiente all’interno del sistema. I ricercatori hanno chiamato il prototipo del nuovo sistema URPB. Le lettere rappresentano le lunghezze d’onda della radiazione assorbita dai quattro coloranti: U per ultravioletto, R per rosso, P per porpora, B per blu.
Per dimostrare l’efficacia del nuovo sistema, i ricercatori hanno misurato la quantità di energia emessa sotto forma di fluorescenza. Questo metodo permette di capire quanta energia è stata raccolta dal sistema. Il risultato è sorprendente: il sistema converte il 38% dell’energia irradiata in fluorescenza, mentre i quattro coloranti da soli raggiungono solo tra l’1% e il 3%. La giusta combinazione e disposizione delle molecole di colorante fanno una grande differenza.
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Fonte: University of Würzburg
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