Migliorare la cattura della luce nelle celle solari: un’impresa possibile lavorando sulle proprietà ottiche dei metamateriali. Ecco i risultati della ricerca condotta dagli scienziati del Caltech
(Rinnovabli.it) – Se in campo elettromagnetico ci si accorge che il materiale giusto per un determinato progetto non esiste, che si fa? Semplice, lo si inventa. Esemplificazione forse estrema di un concetto relativamente nuovo, quello dei metamateriali. Si tratta di materiali artificiali dotati di proprietà elettriche e magnetiche caratteristiche che lo differenziano da quelli naturali, come in alcuni casi l’indice di rifrazione negativo. In tale contesto si inserisce anche il lavoro svolto da un team di scienziati del California Institute of Technology (Caltech). I ricercatori hanno progettato un tipo di metamateriale ottico con una particolare struttura tridimensionale capace di curvare la luce che lo attraversa nella direzione “sbagliata” rispetto a quella che normalmente ci si aspetterebbe, a prescindere dall’angolo di entrata dei raggi luminosi.
Si tratta di un nuovo prodotto a indice negativo – primo nel suo genere – che richiede solo un singolo strato funzionale e risulta ancora più versatile, in quanto in grado di gestire qualsiasi luce polarizzata con un’ampia gamma di angoli incidenti. E tutto ciò, spiega il ricercatore Stanley Burgos, operando nella parte blu dello spettro visibile, il che rende il materiale “il primo con indice negativo a funzionare a frequenze visibili”.
Lo studio californiano possiede un potenziale utile per il miglioramento della raccolta della luce nelle celle solari. A compiere “il miracolo” è un singolo strato di argento permeato di elementi accoppiati di “guida d’onda plasmonica”:https://www.rinnovabili.it/fotovoltaico-economico-questione-di-design-402743. I plasmoni di superficie non sono altro che onde luminose accoppiate alle onde di elettroni creatisi sull’interfaccia tra un metallo e un dielettrico (come ad esempio l’aria); modificando i componenti utilizzati o la geometria della guida d’onda, il metamateriale può essere sintonizzato per rispondere a una differente lunghezza d’onda della luce proveniente da quasi ogni angolo e con qualsiasi polarizzazione.
