Fotovoltaico, catturare anche gli infrarossi grazie al carbonio

Circa il 40% dell'energia solare raggiunge la superficie terrestre sotto forma di raggi infrarossi, un'energia che non viene raccolta in nessun modo dalle celle tradizionali al silicio. Ora una nuova tipologia di celle basata sul carbonio sviluppata dagli scienziati del MIT (Massachussets Institute of technology) potrebbe permettere di sfruttare l'intero spettro solare, con la possibilità di combinare le nuove celle con le celle tradizionali di silicio.

Questa nuova cella di è composta di due tipologie di carbonio: i nanotubi di carbonio e il C60, ovvero i fullereni, una classe di composti allotropi molecolari del carbonio. Si tratterebbe della prima cella fotovoltaica interamente composta di questo elemento, un'impresa resa possibile solo negli ultimi anni grazie ai nuovi sviluppi nella produzione su larga scala di nanotubi di carboni purificati. Per far sì, infatti, che queste celle funzionino, i nanotubi devono essere molto puri e di un tipo uniforme: parliamo dei cosiddetti single-walled, con forme stabili e simmetriche.

Già altri gruppi di ricerca hanno realizzato celle fotovoltaiche usando i nanotubi, ma questa particolare tipologia permetterebbe di fare a meno di uno strato ulteriore di polimeri per mantenere i nanotubi in posizione e inoltre risulterebbe essere molto più stabile all'aria, e meno soggetta a degradazione.

Le celle basate sul carbonio sono particolarmente indicate nel catturare la luce solare nella regione degli infrarossi. Ed essendo questo materiale trasparente alla luce, le nuove celle potrebbero essere sovrapposte alle celle tradizionali, creando così una sorta di "tandem" che consentirebbe di raccogliere buona parte dell'energia dello spettro solare.

Per ora l'efficienza di questa tipologia di celle è bassissima, si parla dello 0,1%, ma "è chiaro per noi che genere di cose devono accadere per aumentare l'efficienza delle celle" ha dichiarato Rishabh Jain, uno dei ricercatori del team di Chemical Engineering del MIT guidato dal professor Michael Strano. Un'area che stanno ora esplorando i ricercatori è quella che permetterà loro di avere un controllo preciso circa la forma esatta e lo spessore degli strati dei materiali prodotti.

Tuttavia, secondo il professor Strano, attualmente la parte dello spettro relativa ai raggi infrarossi è totalmente inutilizzata dalle celle tradizionali, e quindi anche una cella di carbonio con bassa efficienza può essere ritenuta utile purché i costi di fabbricazione rimangano sufficientemente bassi.