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Non si tratta di una cella solare, ma di un sistema di raccolta della luce con un'efficienza del 38 percento sviluppato

Usare la natura come modello per ottenere più energia dalla luce. (Immagine: pixabay/MabelAmber)
Usare la natura come modello per ottenere più energia dalla luce. (Immagine: pixabay/MabelAmber)
Seguendo l'esempio della natura, la fotosintesi, è stato sviluppato un sistema che cattura la maggior quantità di luce possibile e la converte nel modo più efficiente possibile. Inoltre, è sottilissimo.

Le piante catturano prima la luce per convertire la sua energia nei carboidrati desiderati con la massima efficienza in una seconda fase. Una struttura complessa e quasi impossibile da replicare, composta da un'ampia varietà di coloranti sotto forma di pigmenti, consente questo processo, in cui viene catturato l'intero spettro della luce visibile.

Anche le celle solari possono assorbire uno spettro molto ampio di luce, ma devono essere disposte in molti strati successivi. Una foglia, un'alga o un cianobatterio hanno bisogno solo di una frazione dello spessore per una migliore efficienza. E sono anche leggere.

I ricercatori dell'Università di Würzburg hanno ora combinato entrambe le tecniche. Sono riusciti a identificare quattro diversi coloranti che assorbono bene la luce. Tuttavia, questi sono disposti in bande, paragonabili agli strati di silicio dei moduli solari.

Una speciale piegatura delle rispettive catene molecolari, che vengono poi sovrapposte, è importante per un assorbimento più completo possibile. Nelle misurazioni con ogni singolo colorante, erano in grado di assorbire solo tra lo 0,1 e il 3 percento dell'energia luminosa. Il team era completamente diverso: un notevole 38 percento dell'energia luminosa rimaneva nello strato, che era spesso solo 100 nanometri - mille volte più sottile di un capello umano.

Questo è stato misurato utilizzando la fluorescenza e la resa quantica che è stato possibile determinare. Ciò ha confermato il valore eccezionale del 38 percento. Si tratta certamente di un valore inferiore a quello di una foglia, ma già nella gamma dei migliori moduli solari mai costruiti in laboratorio. Ora manca solo un modo per sfruttare questa energia.

Con il giusto entanglement, viene catturata gran parte dell'energia luminosa. (Immagine: Alexander Schulz/Università di Würzburg)
Con il giusto entanglement, viene catturata gran parte dell'energia luminosa. (Immagine: Alexander Schulz/Università di Würzburg)
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Mario Petzold, 2024-06-28 (Update: 2024-06-28)