I pannelli solari hanno un enorme potenziale per fornire energia rinnovabile a prezzi accessibili, ma molte persone vedono i tradizionali pannelli neri e blu come un pugno nell'occhio. Architetti, i proprietari di case e gli urbanisti potrebbero essere più aperti alla tecnologia se potessero installare pannelli verdi che si fondono con il paesaggio, pannelli rossi sui tetti e bianchi mimetizzati come muri.

Un nuovo studio pubblicato questa settimana in Lettere di fisica applicata ci avvicina di un passo verso un futuro colorato, pannelli solari efficienti. I ricercatori hanno sviluppato un metodo per imprimere i pannelli solari esistenti con nanopattern di silicio che diffondono la luce verde verso un osservatore. I pannelli hanno un aspetto verde dalla maggior parte delle angolazioni, ma mostrano solo una riduzione di potenza del 10% circa a causa della perdita di luce verde assorbita.

"Alcune persone dicono 'perché rendere le celle solari meno efficienti?' Ma possiamo rendere belle le celle solari senza perdere troppa efficienza, " disse Verena Neder, ricercatore presso AMOLF e autore principale dell'articolo. "Il nuovo metodo per cambiare il colore dei pannelli non è solo facile da applicare, ma è anche attraente come elemento di design architettonico e ha il potenziale per ampliarne l'uso".

La maggior parte della ricerca sulle celle solari si è concentrata sull'aumento dell'efficienza e sulla riduzione dei costi. Attualmente, i pannelli solari venduti ai consumatori possono idealmente trasformare fino al 22 percento della luce solare in energia utilizzabile. I pannelli solari colorati sono già sul mercato, ma i coloranti e i rivestimenti riflettenti che conferiscono loro il colore riducono notevolmente l'efficienza.

Neder e colleghi hanno creato il loro efficiente, pannelli solari verdi attraverso litografia soft-imprint, che funziona in qualche modo come un timbro di gomma ottica per imprimere una fitta serie di nanocilindri di silicio sulle superfici delle cellule. Ogni nanocilindro è largo circa 100 nanometri e presenta una risonanza elettromagnetica che disperde una particolare lunghezza d'onda della luce. La geometria del nanocilindro determina la lunghezza d'onda che diffonde e può essere messa a punto per cambiare il colore della cella solare. L'impronta riduce l'efficienza del pannello solare di circa il 2%.

"In linea di principio, questa tecnica è facilmente scalabile per la tecnologia di fabbricazione, " ha detto Albert Polman, un leader del gruppo scientifico presso AMOLF e autore senior del documento. "Puoi usare un timbro di gomma delle dimensioni di un pannello solare che in un solo passaggio, può stampare l'intero pannello pieno di questi piccoli, nanoparticelle esattamente definite."

A differenza dei pannelli solari colorati esistenti, i nanopattern danno un aspetto coerente da diverse angolazioni. "La struttura che abbiamo realizzato non è molto sensibile all'angolo di osservazione, quindi anche se lo guardi da un grandangolo, sembra ancora verde, " ha detto Neder.

I nanopattern potrebbero anche essere utili per realizzare celle solari tandem, che impilano più strati, ciascuno progettato per assorbire determinate parti dello spettro, per ottenere efficienze superiori al 30 per cento.

Prossimo, i ricercatori stanno progettando impronte per creare celle solari rosse e blu. Una volta che padroneggiano questi tre colori, i colori primari della luce, possono creare qualsiasi colore, potenzialmente anche bianco. "Devi combinare diverse nanoparticelle, e se si avvicinano molto l'uno all'altro possono interagire e questo influenzerà il colore, " ha detto Polman. "Andare in bianco è davvero un grande passo".