Le celle solari sono ormai una vista comune, ma sono limitate nei tipi di luce che possono convertire in elettricità. I pannelli solari standard possono catturare efficacemente la luce visibile, ma una grande quantità di energia solare si trova nella gamma UV non visibile, che queste celle non possono utilizzare in modo efficiente.
I ricercatori hanno dimostrato, in un articolo pubblicato sulla rivista Science, che uno specifico materiale semiconduttore chiamato ossido di beta-gallio (β-Ga2O3) presenta efficienti proprietà di upconversion, convertendo più fotoni di energia inferiore in un singolo fotone di energia superiore. Questo processo consente al materiale di catturare sia la luce visibile che quella UV, convertendola tutta in energia utilizzabile.
Il dottor Jingjing Li, ricercatore post-dottorato presso l'Università di Cambridge e autore principale dello studio, ha spiegato:"Ciò che rende questo materiale così unico è che può raggiungere un'efficiente conversione a temperatura ambiente, il che significa che può essere integrato in pratici dispositivi a celle solari". ."
I ricercatori hanno dimostrato l'efficacia del materiale costruendo un prototipo di dispositivo e confrontando le sue prestazioni con quelle di una cella solare convenzionale realizzata con il materiale ampiamente utilizzato silicio. La cella β-Ga2O3 ha mostrato un aumento del 20% nella produzione di elettricità, evidenziando la sua capacità superiore di catturare e convertire uno spettro più ampio di luce solare.
Il professor Sir Richard Friend, del Cavendish Laboratory, Università di Cambridge, e autore senior dello studio, ha sottolineato il potenziale impatto di questa scoperta. "Il nostro lavoro rappresenta un significativo passo avanti nello sfruttare tutto il potenziale della luce solare", ha affermato. "Catturando la potenza dello spettro UV invisibile, apriamo nuove possibilità per pannelli solari più efficienti ed economici."
Il team di ricerca è ora concentrato sul perfezionamento delle proprietà dei materiali semiconduttori e sull'ulteriore ottimizzazione dell'efficienza del processo di upconversion. Credono che la loro tecnologia abbia il potenziale per essere ampiamente incorporata nelle celle solari di prossima generazione e rivoluzionare l’efficienza dei sistemi di energia solare.
In un mondo che si trova ad affrontare crescenti richieste energetiche e preoccupazioni ambientali, questo progresso nello sfruttamento della potenza della luce solare rappresenta un’enorme promessa per una produzione energetica sostenibile ed efficiente.
