Agri-fotovoltaico: i tetti solari organici

Gli ingegneri dell’UCLA hanno creato celle solari organiche semitrasparenti più efficienti e durature. Ottime per la sostituzione dei vetri delle serre. Tutto questo è stato possibile grazie all’integratore L-glutatione. Andiamo a scoprire di cosa si tratta.

Sono stati creati nuovi tetti solari organici semitrasparenti per migliorare la coltivazione in serra e aumentare la produzione di energia rinnovabile.

Tetti solari organici: le applicazioni agricole

Impiegando celle solari è possibile creare tetti fotovoltaici organici che fanno a meno di costosi semiconduttori e hanno molti vantaggi.

Queste nuove unità organiche 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”.

Un team di ricercatori dell’Università della California a Los Angeles (UCLA) ha trovato un modo per portare sul mercato nuovi tetti solari organici più efficienti e duraturi.

Lo scienziato Yang Yang, coautore della ricerca, ha spiegato:

“I materiali organici sono adatti in modo univoco per l’agrivoltaico a causa della loro selettività di assorbimento della luce. Il principale inconveniente che finora ne ha impedito l’uso diffuso è la loro mancanza di stabilità”.

Fotovoltaico: come è fatto il tetto solare organico

Yang e il suo team ha trovato la soluzione tra gli integratori alimentari da banco. Stiamo parlando di 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.

Nella pubblicazione su Nature Sustainability, si legge:

“L’interstrato 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”.

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.

Alla fine dei test, 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.