Tetti fotovoltaici semitrasparenti ed efficienti grazie ad un integratore alimentare

Author: Rinnovabili.it

Credits: Laboratorio Yang Yang/UCLA

Nuovi tetti solari organici semitrasparenti per migliorare la coltivazione in serra

(Rinnovabili.it) – Come rendere l’agrivoltaico più sostenibile ed economico? Impiegando celle solari organiche che fanno a meno di costosi semiconduttori e che sono in grado di funzionare senza bloccare la luce di cui le piante hanno bisogno. Queste unità potrebbero portare alle realizzazione di tetti fotovoltaici semitrasparenti integrati nelle serre o in altre applicazioni agricole. Allo stato attuale permane tuttavia un grande problema: il fotovoltaico organico è meno stabile di quello in silicio. Sotto il sole diretto tende a degradarsi più rapidamente della controparte inorganica. La luce può determinare, infatti, l’ossidazione dei materiali e la conseguente perdita di elettroni, portando i moduli ad una veloce “resa”. 

 Ma un gruppo dell’Università della California a Los Angeles (UCLA) ha trovato un modo per portare sul mercato nuovi tetti solari organici più efficienti e duraturi. “I materiali organici sono adatti in modo univoco per l’agrivoltaico a causa della loro selettività di assorbimento della luce”, spiega lo scienziato dei materiali Yang Yang, coautore della ricerca. “Il principale inconveniente che finora ne ha impedito l’uso diffuso è la loro mancanza di stabilità”. Yang e il suo team ha trovato la soluzione tra gli integratori alimentari da banco. 

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Una proteina per celle solari organiche più stabili

I ricercatori hanno incorporato uno strato di L-glutatione, un tripeptide naturale dalle grandi proprietà antiossidanti, in celle semitrasparenti a base di carbonio.  “L’interstrato – su legge nella pubblicazione su Nature Sustainability (testo in inglese) – sopprime efficacemente la generazione di radicali dallo strato di trasporto degli elettroni sotto la luce solare e impedisce la decomposizione strutturale dello strato fotoattivo organico durante il funzionamento”. Inoltre, l’aggiunta di glutatione permette di ridurre i difetti che fungono da siti di ricombinazione dei portatori di carica, migliorando le prestazioni. I test effettuati hanno mostrato che le nuove celle solari organiche sono in grado di mantenere un’efficienza superiore all’80% del valore iniziale dopo 1.000 ore di uso continuo. Senza l’interstrato la resa si riduce invece sotto il 20%.

Il team ha messo alla prova il proprio lavoro realizzando tetti fotovoltaici semitrasparenti per serre sotto cui far crescere grano, fagioli e broccoli e confrontando quest’ultime con le stesse colture in una serra tradizionale. Il risultato? I raccolti nella serra con il tetto solare organico semitrasparente sono risultati più abbondanti. Gli scienziati ritengono che ciò sia dovuto proprio al L-glutatione. La proteina riesce a bloccare i raggi ultravioletti, che possono inibire la crescita vegetale, e i raggi infrarossi, che possono causare il surriscaldamento dell’ambiente interno.

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