Energia solare. Una ricerca del Mit potrebbe aprire le porte a nuovi sviluppi nel settore del fotovoltaico. Una struttura a imbuto per incrementarne la resa: questa in particolare l'idea dei ricercatori guidati da Li Ju. Quest'ultimo ha pensato di sfruttare monostrati di solfuro di molibdeno per catturare un ampio range dello spettro luminoso, producendo in tal modo una maggiore quantità di elettricità.
Non è la prima volta che al Mit si studiano metodi per concentrare l'energia solare in modo da aumentarne l'efficienza. Ma a differenza dello studio precedente, qui non si agisce sulla densità di elettroni del materiale, ma sulle sue proprietà elastiche, che rendono possibile la cattura di fotoni con un più ampio range di energia. "Stiamo cercando di utilizzare deformazioni elastiche per ottenere proprietà senza precedenti" ha dichiarato Ju.
I materiali di base dei pannelli solari, come il silicio, sono chiamati semiconduttori perché caratterizzati da un piccolo gap di energia proibita agli elettroni, che quindi possono o trovarsi nel livello al di sotto, chiamato banda di valenza, o quello al di sopra, detto banda di conduzione, ma la loro "distanza energetica" è relativamente piccola. Il materiale può diventare conduttore se viene applicato un preciso potenziale che consente agli elettroni di "riempire" il buco tra i due livelli.
Lo studio di materiali particolarmente elastici come il solfuro di molibdeno ha dimostrato, mediante simulazioni al computer, che questa loro proprietà consente un'ampia variabilità di potenziali applicabili affinché si abbia conduzione. In poche parole un ampio range di energia, fornita dai fotoni della luce solare, è in grado di essere convertita in elettricità, con sensibile incremento della resa complessiva.
"Questo lavoro delinea una nuova e interessante idea per l'ingegnerizzazione dei dispositivi ottici -ha commentato En Ma, professore di Scienza dei Materiali e Ingegneria presso la Johns Hopkins University, non coinvolto nella ricerca- Questa dimostrazione teorica e computazionale, illustrata mediante grafici di modeling, può condurre ad futura progettazione e ingegnerizzazione di dispositivi in laboratorio". L'estrazione efficiente di energia elettrica dalla luce solare il più naturale degli sbocchi.
La ricerca è stata compiuta in collaborazione con l'Università di Pechino e la Xi'an Jiaotong University, e sostenuta dalla US National Science Foundation, dall'U.S. Air Force Office of Scientific Research, e dal National Natural Science Foundation of China.
Il lavoro è stato pubblicato su Nature Photonics.
Roberta De Carolis
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