Le tendenze edilizie rispettose dell'ambiente hanno aumentato la popolarità dei rivestimenti per finestre che riducono i costi di riscaldamento e raffreddamento bloccando le parti non necessarie della luce solare. Hanno anche ispirato scienziati e ingegneri a creare sottili, celle solari trasparenti per trasformare le finestre in generatori di elettricità in miniatura. I ricercatori in Cina hanno fatto un passo avanti e hanno combinato queste due funzioni in un materiale compatibile con le finestre che potrebbe raddoppiare l'efficienza energetica di una famiglia media. Il loro lavoro appare il 3 luglio sulla rivista Joule .

"Il fotovoltaico integrato negli edifici è un ottimo esempio di un mercato in cui il fotovoltaico al silicio, nonostante la loro economicità e prestazioni, non sono le più adatte per il loro aspetto spento e pesante, " dice l'autore senior Hin-Lap Yip, un professore di scienza e ingegneria dei materiali presso la South China University of Technology. "Anziché, possiamo trasformare il fotovoltaico organico in semitrasparente, leggero, e pellicole colorate perfette per trasformare le finestre in generatori di elettricità e isolanti termici."

Per costruire un prototipo in grado di produrre contemporaneamente elettricità e prevenire il riscaldamento eccessivo, i ricercatori, guidati anche da Fei Huang, anche un professore di scienza dei materiali della South China University of Technology, aveva bisogno di eseguire un atto di bilanciamento a tre vie tra la raccolta della luce per la generazione di elettricità, bloccandolo per isolamento termico, e trasmetterlo come farebbe normalmente una finestra. Miscelazione e abbinamento tra materiali e composti chimici precedentemente proposti per questi diversi scopi, mettono insieme un dispositivo che lascia passare le familiari porzioni visibili di luce solare, ha spento la luce infrarossa (uno dei principali responsabili del riscaldamento), e ha convertito la regione del vicino infrarosso in mezzo a una corrente elettrica.

I calcoli del back-of-the-envelope suggeriscono che in teoria, l'installazione di finestre dotate di doppia proprietà di generazione di elettricità e isolamento termico potrebbe ridurre di oltre il 50% la dipendenza di una famiglia media da fonti elettriche esterne. Sebbene tale stima presuma che ogni centimetro quadrato di ogni finestra sia rivestito con celle solari multifunzionali, richiede solo un leggero aumento delle prestazioni di conversione di potenza rispetto alla cifra del 6,5% realizzata da Yip, Huang, e i loro colleghi. "Per questa dimostrazione, non stiamo nemmeno usando il miglior fotovoltaico organico che ci sia in questo campo. La loro efficienza sta migliorando rapidamente, e ci aspettiamo di essere in grado di migliorare continuamente le prestazioni di questa pellicola per finestre a celle solari unificate, " dice Ip.

Questi materiali a doppia funzione sono ancora molto agli inizi, ma gli autori si aspettano che aprano la strada a nuove tecnologie vantaggiose. "La realizzazione di celle solari polimeriche semitrasparenti multifunzionali termoisolanti è solo l'inizio dell'esplorazione di nuove applicazioni del fotovoltaico organico, " Yip dice. "Una versione su misura per le serre autoalimentate è solo uno dei tanti prodotti di grande impatto che vogliamo sviluppare per il futuro".