(Phys.org) — Le file di montanti in alluminio aiutano i pannelli solari a estrarre più energia dalla luce solare rispetto a quelli con superfici piatte.

La maggior parte delle celle solari utilizzate nelle case e nell'industria sono realizzate utilizzando spessi strati di materiale per assorbire la luce solare, ma sono stati limitati in passato da costi relativamente elevati. molti nuovi, i progetti a basso costo sono limitati poiché il loro strato di materiale che assorbe la luce è troppo sottile per estrarre energia sufficiente.

In una nuova ricerca, gli scienziati hanno dimostrato che l'efficienza di tutti i design dei pannelli solari potrebbe essere migliorata fino al 22% coprendo la loro superficie con borchie in alluminio che piegano e intrappolano la luce all'interno dello strato assorbente.

A livello microscopico, le borchie rendono i pannelli solari simili ai mattoncini LEGO ad incastro con cui giocano i bambini di tutto il mondo.

Lo studio è pubblicato sulla rivista Rapporti scientifici da scienziati dell'Imperial College di Londra e collaboratori internazionali in Belgio, Cina e Giappone.

"Negli ultimi anni sia l'efficienza che il costo dei pannelli solari commerciali sono migliorati ma rimangono costosi rispetto ai combustibili fossili. Poiché il materiale assorbente da solo può costituire la metà del costo di un pannello solare, il nostro obiettivo è stato quello di ridurre al minimo la quantità che è necessario, ", ha affermato l'autore principale, il dottor Nicholas Hylton del Dipartimento di Fisica dell'Imperial College di Londra.

"Il successo della nostra tecnologia, in combinazione con i moderni rivestimenti antiriflesso, ci porterà molto avanti nel percorso verso celle solari altamente efficienti e sottili che potrebbero essere disponibili a un prezzo competitivo".

Il dottor Hylton e i suoi colleghi hanno attaccato file di cilindri di alluminio di appena 100 nanometri sulla parte superiore del pannello solare, dove interagiscono con la luce che passa, facendo in modo che i singoli raggi di luce cambino rotta. Più energia viene estratta dalla luce poiché i raggi vengono effettivamente intrappolati all'interno del pannello solare e viaggiano per distanze maggiori attraverso il suo strato assorbente.

In passato gli scienziati hanno cercato di ottenere l'effetto di piegatura della luce utilizzando borchie d'argento e d'oro perché questi materiali sono noti per interagire fortemente con la luce, tuttavia questi metalli preziosi riducono effettivamente l'efficienza in quanto assorbono parte della luce prima che entri nel pannello solare.

"La chiave per comprendere questi nuovi risultati è nel modo in cui le strutture interne di questi metalli interagiscono con la luce. L'oro e l'argento hanno entrambi un forte effetto sul passaggio dei raggi luminosi, che può penetrare nelle minuscole borchie ed essere assorbito, mentre l'alluminio ha un'interazione diversa e si limita a piegare e disperdere la luce mentre li attraversa nelle celle solari".

Un ulteriore vantaggio di questa soluzione è che l'alluminio è più economico e molto più abbondante dell'argento e dell'oro.

Il futuro successo di questa tecnologia apre la possibilità di realizzare pannelli solari flessibili che potrebbero essere applicati a qualsiasi superficie piana o curva, che potrebbe essere utilizzato per alimentare qualsiasi cosa, dagli elettrodomestici all'elettronica portatile come i laptop.