Così le nostre finestre diventeranno “fotovoltaiche”

Immaginate che i vetri delle vostre finestre siano in grado di assorbire energia e trasformarla in corrente elettrica, in modo simile a quello che accade con i pannelli fotovoltaici. Un gruppo di ricercatori della Ecole Polytechnique Fédéral di Losanna (EPFL, Svizzera), in collaborazione con gli scienziati dell’Istituto di Tecnologia di Tokyo, ha messo a punto un sistema che si avvicina a questa idea. I risultati di uno studio pubblicato su Physical Review Applied, mostrano infatti la possibilità di modificare la superficie di un certo tipo di vetro esponendola alla luce laser cosiddetta “a femtosecondi”, e di creare così dei pattern in grado di generare una corrente elettrica quando esposti alla luce.

Facciamo un passo indietro. Il vetro è per definizione un materiale amorfo, ossia le molecole che lo compongono non sono disposte in modo ordinato, a formare quello che in gergo tecnico viene definito “reticolo cristallino”. Al contrario, a livello molecolare il vetro presenta una struttura disordinata, o amorfa per l’appunto. Il vetro “comune”, per così dire, è tipicamente costituito da polimeri di biossido di silicio (SiO₂), ma, più in generale, il vetro può essere costituito anche da altri tipi di ossidi, come il biossido di germanio (GeO₂), l’anidride borica (B₂O₃), l’anidride fosforica (P₂O₅).

Per il presente studio i ricercatori hanno utilizzato vetri di tellurite, costituiti principalmente da biossido di tellurio (TeO₂). E il gruppo di ricerca ha scoperto che, se esposto alla luce pulsata dei laser a femtosecondi, questo materiale cambia in parte la propria struttura molecolare e, di conseguenza, cambiano anche le sue proprietà ottiche. Nel dettaglio, l’energia dei raggi laser causa la formazione di nanocristalli di tellurio all’interno della struttura amorfa, che si alternano con le molecole di biossido di tellurio. In pratica, da una struttura completamente disordinata si vengono a creare dei pattern “fotoconduttori”, che consentono cioè il passaggio di corrente elettrica.

“Sulla base di questa scoperta, essendo il tellurio un semiconduttore, ci siamo chiesti se fosse possibile incidere sulla superficie del vetro di tellurite dei pattern duraturi che potessero indurre elettricità in modo affidabile quando esposti alla luce, e la risposta è sì”, racconta Yves Bellouard, che dirige il laboratorio Galatea dell’EPFL. Infatti, questi pattern creati sulla superficie di un vetro di tellurite di 1 centimetro di diametro sono risultati in grado di generare corrente elettrica (anche a distanza di mesi) se esposti a luce di diverse lunghezze d’onda, da quelle dello spettro visibile all’ultravioletto.

“Un aspetto interessante della tecnica è che non sono necessari altri materiali per il processo. Tutto ciò che serve è vetro tellurico e un laser a femtosecondi per creare un materiale fotoconduttore attivo”, prosegue Bellouard. Un altro aspetto innovativo è che si tratta di un materiale completamente trasparente, al contrario ad esempio dei pannelli fotovoltaici che, per massimizzare l’assorbimento delle radiazioni solari e trasformarle poi in corrente elettrica, sono tipicamente costruiti con materiale scuro, o comunque colorato. Naturalmente siamo alle prime fasi della ricerca, e prima di passare (se mai possibile) dal bancone di un laboratorio alla costruzione di “finestre fotovoltaiche” servirà probabilmente ancora un po’ di tempo.

Fonte: http://www.repubblica.it/rss/ambiente/rss2.0.xml