Un pigmento di pomodoro potrebbe essere la chiave per aumentare l’efficienza dei pannelli solari

Jun 09, 2023

JONGHO SHIN/iStock

Uno dei principali svantaggi dell’energia solare risiede nella diversa efficienza dei pannelli solari.

I termini “efficienza del pannello solare” e “efficienza della cella solare” si riferiscono alla quantità di luce solare che ciascuna tecnologia fotovoltaica può trasformare in energia utilizzabile.

In genere, l'efficienza delle celle solari varia dal 15% al ​​22%, a seconda del posizionamento, del tempo e di altre condizioni naturali, nonché del tipo di sistema di energia solare utilizzato.

Wikimedia Commons/Mark Buckawicki

Negli ultimi anni, tuttavia, i necessari progressi nella tecnologia fotovoltaica hanno contribuito ad aumentare tali cifre.

Nel 2022, una delle scoperte più incredibili in questo campo è attribuita a un team di ricercatori cinesi che ha scoperto che il licopene, il pigmento che rende rossi i pomodori, aumenta l’efficienza delle celle solari a base di perovskite dal 20,57% al 23,62%.

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Alcuni tipi di pannelli solari funzionano meglio di altri.

Attualmente, la maggior parte dei pannelli solari commerciali (circa il 90%) sono a base di silicio perché è un’opzione relativamente economica, poiché durano fino a 25 anni e non richiedono molta manutenzione.

Ma raramente superano i tassi di efficienza del 20-25%.

Esistono diversi tipi di pannelli solari a base di silicio:

Pannelli solari in silicio amorfo. Una delle alternative più economiche sul mercato, questo tipo di pannello solare contiene pellicole sottili di una forma non cristallina di silicio chiamata silicio amorfo (a-Si), che funziona come materiale semiconduttore. L’efficienza delle celle solari è di circa il 6%-13%.

Pannelli solari in silicio policristallino.Questi pannelli solari contengono frammenti di silicio policristallino di elevata purezza, fusi insieme in fette sottili che formano le celle solari.

Wikimedia Commons/Foto di Mariojan

Questi pannelli solari a base di silicio hanno molti cristalli, che rendono più difficile il movimento degli elettroni attraverso di essi. Pertanto, il tasso di efficienza di questo tipo di pannello solare è solitamente intorno al 13%-16%.

Pannelli solari in silicio monocristallino. Costituiti da puro silicio monocristallino organizzato in wafer, questi pannelli solari hanno un colore nero scuro e un tasso di efficienza di circa il 17%-24%. Tuttavia, la loro produzione può essere complessa e costosa.

Società americana per l'energia solare

Poi, abbiamo i pannelli solari in perovskite, costituiti da composti strutturati in perovskite come strato che assorbe la luce. Si tratta di composti basati sulla struttura cristallina del titanato di calcio, che consente l'incorporamento di diversi cationi (ioni caricati positivamente).

I pannelli solari in perovskite realizzati con perovskiti agli alogenuri di piombo sono economici e più efficienti dei pannelli solari a base di silicio (il tasso di efficienza è di circa il 25%). Tuttavia, si degradano facilmente a causa dell’umidità, del calore, della luce e di altri fattori.

Wikimedia Commons/Stanford ENERGIA, Mark Shwartz

A causa della loro breve durata, questi pannelli solari non sono attualmente competitivi sul mercato. Tuttavia, le loro altre caratteristiche sono promettenti e gli scienziati non hanno rinunciato alla ricerca di nuovi modi per aumentare la stabilità, la durata e l'efficienza dei pannelli.

È qui che entra in gioco il licopene, il “pigmento del pomodoro”.

Il licopene è un antiossidante naturale. In quanto tale, inibisce l’ossidazione, la reazione chimica responsabile dei radicali liberi.

I radicali liberi sono ioni, atomi o molecole con un numero dispari di elettroni. Ciò li rende instabili e possono attivare reazioni che alterano il DNA, producendo danni cellulari negli organismi viventi.

Il licopene si lega ai radicali liberi generati dalle radiazioni ultraviolette del sole, rendendoli più stabili. In questo modo, il pigmento protegge i pomodori e altri frutti rossi dai raggi UV riducendo il danno cellulare nel tessuto cutaneo.

Wikimedia Commons/Jeff Dahl

Sapendo questo, i ricercatori cinesi hanno ipotizzato che il licopene potrebbe ridurre la degradazione dei pannelli solari in perovskite prodotta dai raggi UV, aumentandone la durabilità.