La nano struttura alare delle Pachliopta aristolochiae può essere replicata nel design solare per superare il limite teorico del fotovoltaico
(Rinnovabili.it) – Arriva dal regno animale l’ultimo trucco per migliorare l’efficienza del fotovoltaico. I ricercatori dell’Istituto di Tecnologia di Karlsruhe (KIT), in Germania, sono riusciti ad ottimizzare il processo di assorbimento solare studiando la superficie alare delle farfalle. Nello specifico, hanno cercato di replicare la particolare nanostruttura presente sulle ali della Pachliopta aristolochiae e che permette al lepidottero di aumentare la captazione dei raggi solari per la propria termoregolazione.
Le ali di questa farfalle sono caratterizzate dalla presenza, sulla superficie, di minuscoli fori che assorbono la luce su un ampio spettro. “La farfalla che abbiamo esaminato ha una peculiarità abbastanza ovvia: è estremamente scura. Questo fa sì che assorba la luce solare particolarmente bene per ottenere calore. Ma, ancora più emozionante del suo aspetto, è per noi il meccanismo con cui raggiunge l’elevato assorbimento. E il potenziale di ottimizzazione, che ha un trasferimento di queste strutture sul fotovoltaico, è molto più elevato di quanto ci saremmo mai aspettati”, spiega il dott. Hendrik Hölscher dell’Istituto per la Microstruttura Tecnologica (IMT) presso il KIT.
Gli scienziati guidati da Hölscher e dal collega Radwanul H. Siddique hanno replicato questi nanofori sul uno strato di silicio amorfo. Il team è stato così in grado di catturare una porzione maggiore di luce a bassa frequenza che altrimenti sarebbe stata persa dalla cella.
La successiva analisi delle prestazioni ha dato risultati promettenti: rispetto ad una superficie piana, il tasso di assorbimento aumenta del 97 per cento con l’incidenza “perfetta” (90°) dei raggi solari e raggiunge addirittura il 207 per cento in più con un angolo di incidenza di 50 gradi. “Questo elemento è particolarmente interessante per la condizioni di illuminazione solare europee, dove si ha a che fare spesso con una luce diffusa”. Siddique sostiene che la produzione del nuovo rivestimento sia facile e veloce. “Il modo in cui produciamo la struttura è così semplice”, aggiunge lo scienziato. “Abbiamo bisogno di appena 5-10 minuti per creare questi nanofori su un wafer di silicio”. I risultati sono stati pubblicati il 18 ottobre nella rivista scientifica Science Advances .
