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Grazie a un nuovo design le celle solari 'imparano' a respingere il sole 'vivendo' a lungo

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Le celle solari imparano a respingere il calore. Grazie ad nuovo design proposto dagli ingegneri della Standfor University si evita il problema il problema del surriscaldamento del fotovoltaico. Già perchè celle solari ad alta efficienza non significa solo dispositivi capaci di convertire un’ampia percentuale della luce in entrata in elettricità, ma anche in grado di “vivere” a lungo, resistendo ai fattori di stress fisico. Uno di questi è, appunto, il surriscaldamento dovuto ai raggi del sole a picco. 

 

Gli scienziati californiani guidati dall’ingegnere elettronico Shanhui Fan hanno messo a punto un modo per mantenere al fresco le celle anche in presenza di forti radiazioni termiche. In condizioni operative normali, le celle fotovoltaiche possono raggiungere temperature di 55° C o più che ne “fiaccano” rapidamente l’efficienza, riducendone notevolmente la durata di vita.

Il nuovo design i evita il problema adottando un elegante approccio di raffreddamento passivo; incorporando piccole strutture a forma di cono e di piramide su uno strato estremamente sottile di vetro di silice, i ricercatori sono riusciti a reindirizzare il calore indesiderato, sotto forma di radiazione infrarossa, dalla superficie delle celle all’atmosfera. Il segreto è tutto nelle proprietà fisiche della luce e dei materiali: controllando con precisione la larghezza e l’altezza delle piramidi e dei micro-coni, il team ha sintonizzato la superficie della cella solare per rifrangere e reindirizzare solo le lunghezze d’onda infrarosse indesiderate.

 

“Il nostro nuovo approccio può abbassare passivamente la temperatura di esercizio delle celle solari, migliorarne l’efficienza di conversione e aumentare significativamente l’aspettativa di vita”, ha commentato Linxiao Zhu, uno degli autori principali dello studio. “Questi vantaggi dovrebbero consentirne il successo”. I ricercatori descrivono il loro design innovativo nel primo numero di The Optical Society (OSA), nuova rivista open-access Optica.  

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