L'energia solare potrebbe essere in aumento, ma le celle solari sono efficienti quanto la quantità di luce solare che raccolgono. Sotto la direzione di un nuovo professore alla McCormick School of Engineering and Applied Science della Northwestern University, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo materiale che assorbe un'ampia gamma di lunghezze d'onda e potrebbe portare a una tecnologia solare più efficiente e meno costosa.

Un documento che descrive i risultati, "Assorbimento della luce risonante indipendente dalla polarizzazione a banda larga utilizzando super assorbenti plasmonici ultrasottili, " è stato pubblicato martedì sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

"Lo spettro solare non è come un laser:è una banda molto larga, a partire dai raggi UV e salendo al vicino infrarosso, " ha detto Koray Aydin, assistente professore di ingegneria elettrica e informatica e autore principale del documento. "Per catturare questa luce nel modo più efficiente, una cella solare deve avere una risposta a banda larga. Questo design ci consente di raggiungere questo obiettivo".

I ricercatori hanno utilizzato due materiali non convenzionali – metallo e ossido di silicio – per creare sottili ma complessi, reticoli metallici di forma trapezoidale su scala nanometrica che possono intrappolare una gamma più ampia di luce visibile. L'uso di questi materiali è insolito perché da soli, non assorbono la luce; però, hanno lavorato insieme su scala nanometrica per ottenere tassi di assorbimento molto elevati, disse Aidin.

Il reticolo dalla forma unica ha catturato un'ampia gamma di lunghezze d'onda a causa delle risonanze ottiche locali, facendo sì che la luce trascorra più tempo all'interno del materiale fino a quando non viene assorbita. Questo metamateriale composito è stato anche in grado di raccogliere la luce da molte angolazioni diverse:una qualità utile quando si ha a che fare con la luce solare, che colpisce le celle solari da diverse angolazioni mentre il sole si sposta da est a ovest durante il giorno.

Questa ricerca non è direttamente applicabile alla tecnologia delle celle solari perché il metallo e l'ossido di silicio non possono convertire la luce in elettricità; infatti, i fotoni vengono convertiti in calore e potrebbero consentire nuovi modi per controllare il flusso di calore su scala nanometrica. Però, l'innovativa forma trapezoidale potrebbe essere replicata in materiali semiconduttori che potrebbero essere utilizzati nelle celle solari, disse Aidin.

Se applicato a materiali semiconduttori, la tecnologia potrebbe portare a più sottili, costo più basso, e celle solari più efficienti, Egli ha detto.