Se fosse possibile creare delle celle solari che non solo funzionano, ma danno il meglio di sé proprio in condizioni di luce fioca, come all'interno di un ufficio o durante una giornata nuvolosa? Sembra un controsenso, eppure è la realtà resa possibile da un gruppo di scienziati della National Yang Ming Chiao Tung University di Taiwan. Hanno sviluppato un nuovo tipo di cella fotovoltaica che raggiunge un'impressionante efficienza di conversione energetica del 38,7% proprio sotto la luce artificiale che illumina comunemente i nostri spazi di lavoro.
L'innovazione si basa ancora una volta sulle celle solari in perovskite (PeSC), un'alternativa già nota per essere più economica e potenzialmente più efficiente rispetto al tradizionale silicio. Il vero cambiamento di prospettiva, tuttavia, risiede nelle caratteristiche uniche di queste nuove celle. Come ha spiegato Fang-Chung Chen, uno degli autori dello studio pubblicato su APL Energy, i pannelli al silicio sono rigidi, pesanti e adatti principalmente a superfici piane e resistenti, come i tetti. Le celle in perovskite, al contrario, possono essere realizzate sottili, leggere, flessibili e persino semitrasparenti, ampliando a dismisura i loro possibili impieghi.
Il cuore della scoperta sta nell'aver "accordato" le proprietà del materiale. I ricercatori hanno modificato il cosiddetto "bandgap" della perovskite, ovvero la soglia minima di energia necessaria per attivare gli elettroni e generare corrente. Agendo sui rapporti molecolari delle soluzioni utilizzate per creare gli strati della cella, sono riusciti a ottimizzare l'assorbimento dello spettro luminoso tipico degli ambienti interni. Si tratta di una calibrazione impossibile da replicare con la tecnologia al silicio.
I risultati dei test sono eloquenti. Sotto un'illuminazione solare standard, pari a circa 12.000 lux, le nuove celle raggiungono un'efficienza del 12,7%, un valore inferiore rispetto alle migliori celle al silicio che toccano il 26%. Ma è cambiando scenario che la situazione si ribalta: a 2.000 lux, l'equivalente luminoso di un ufficio, la loro efficienza schizza al 38,7%. Questo significa che sono state specificamente progettate per eccellere dove le altre faticano. L'applicazione più immediata è l'alimentazione di piccoli dispositivi elettronici in luoghi senza accesso diretto al sole, riducendo il consumo energetico degli edifici e rendendo la produzione di energia una realtà diffusa e integrata nell'ambiente che ci circonda, anche quando il cielo è coperto.
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