Percorso verso net zero: efficienza solare rivoluzionata dal singlet fission

RomeGli scienziati stanno migliorando l'efficienza delle nuove celle solari dividendo i fotoni in parti più piccole. I ricercatori dell'UNSW di Sydney hanno pubblicato uno studio su Nature Chemistry che spiega il processo di fissione singola. Questo processo potrebbe potenziare la tecnologia delle celle solari in silicio attualmente in uso.

La maggior parte dei pannelli solari oggi è realizzata in silicio e converte la luce solare in elettricità, ma non sono molto efficienti. I migliori pannelli solari in silicio raggiungono solo un'efficienza del 27,3%, vicino al loro limite massimo del 29,4%. Gli scienziati come il professor Tim Schmidt e il professor Ned Ekins-Daukes pensano che utilizzare un processo chiamato fissione singoletto potrebbe aumentare ulteriormente l'efficienza.

Punti Chiave:

• La fissione singola può migliorare l'efficienza delle celle solari dividendo i fotoni in unità energetiche minori.
• Questo riduce la perdita di energia sotto forma di calore, in particolare dai fotoni blu ad alta energia.
• I campi magnetici sono stati utilizzati per rallentare e comprendere meglio il processo di fissione singola.
• L'UNSW mira a creare un prototipo con oltre il 30% di efficienza, con finanziamenti da ARENA.

La fissione di singoletto è un fenomeno in cui un fotone genera due unità di energia, riducendo la perdita di energia sotto forma di calore e rendendo le celle solari più efficienti. I fotoni di luci di diversi colori possiedono diverse quantità di energia; i fotoni blu ne hanno di più rispetto a quelli rossi. Attualmente, le celle solari trasformano tutta la luce in un unico livello energetico, provocando notevoli perdite di calore.

Aggiungere uno strato in grado di effettuare la fissione singlet aiuta le celle solari al silicio a sfruttare meglio la luce solare e ridurre gli sprechi. Questo strato supplementare aumenta la corrente al pannello, migliorandone l'efficienza.

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Comprendere la fissione singoletto è complesso. I ricercatori hanno utilizzato una lunghezza d'onda laser per eccitare il materiale e hanno aggiunto campi magnetici con un elettromagnete. Questo ha rallentato il processo, rendendolo più facile da studiare. Questo metodo non era mai stato applicato prima. La loro comprensione di come funziona la fissione singoletto a livello molecolare li avvicina alla creazione di applicazioni pratiche.

L'Agenzia Australiana per l'Energia Rinnovabile (ARENA) sostiene la ricerca attraverso il programma Ultra Low Cost Solar. L'obiettivo è sviluppare celle solari con un'efficienza superiore al 30% e un costo inferiore a 30 centesimi per watt entro il 2030. Questa ambizione evidenzia il potenziale della tecnologia di fissione singola per incrementare l'efficienza dell'energia solare.

I professori Schmidt ed Ekins-Daukes sono convinti di poter creare un prototipo grazie alle loro nuove intuizioni. Stanno collaborando con partner industriali per commercializzare questa tecnologia. Se avrà successo, rappresenterà un grande progresso nel campo delle energie rinnovabili.

Il nuovo utilizzo dell'energia luminosa potrebbe avere un ruolo cruciale nel futuro del solare. Questo renderebbe i pannelli solari più efficienti, contribuendo alla riduzione delle emissioni. Migliorare la tecnologia delle celle solari è fondamentale per un futuro energetico pulito e sostenibile.