Avevamo già avuto modo di ammirare i vantaggi ed il progresso tecnologico nel settore fotovoltaico generato dalle celle a film sottili, che avevano reso di colpo vecchi i pannelli fotovoltaici, più spessi e pesanti.

Un gruppo di scienziati di Stanford è però riuscito ad andare oltre, sfruttando il principio che regola la tecnologia fotovoltaica: massimizzare il numero di elettroni che si scontrano con gli elettrodi per generare elettricità.

E questo grazie ad una nuova tecnologia, che sfrutta le interazioni tra luce e metallo: la plasmonica, che semplicemente aumenta l'efficienza delle celle solari.

In determinate condizioni di luce, si crea un flusso di onde elettriche ad alta frequenza in cui viaggiano gli elettroni.

Come tutte le onde, anche le onde elettriche presentano creste ed avvallamenti.

Gli scienziati di Stanford hanno creato una nanostruttura a nido d'ape all'interno di una cella solare, sopra uno strato di titanio, ed hanno immerso il tutto in un pigmento fotosensibile.

Successivamente hanno aggiunto una pellicola d'argento per rendere più resistente la struttura, che ha assunto una forma simile ad un contenitore di uova, con creste ed avvallamenti, naturalmente a livello di pochi millesimi di micron.

La luce solare a questo punto interagisce con le creste generate nella nanostruttura, creando appunto l'effetto plasmonico.

Per far sì che la luce sia catturata dalla nanostruttura è però necessario che le creste e gli avvallamenti abbiano un diametro e un'altezza ben definiti, e siano distanziati in maniera ottimale.

I fasci di luce attraversano la base in titanio della nanostruttura e una parte dei fotoni è catturata dal pigmento fotosensibile, che genera così elettricità; i restanti fotoni, per la maggior parte, sono riflessi sullo strato di argento e ritornano nella cella: una parte di essi però colpisce le creste della nanostruttura e genera le onde plasmoniche.

Le onde così generate aumentano l'efficienza della cella a film sottile, che sino ad oggi aveva un rendimento basso (8%), e una durata breve, di soli 7 anni.

Tali prestazioni al momento non rendono questa tecnologia competitiva rispetto ai pannelli fotovoltaici di tipo tradizionale, che ad oggi possono arrivare al 25% di efficienza ed hanno una durata ben superiore, sino a 30 anni.

Gli scienziati di Stanford ritengono tuttavia che con la plasmonica è possibile aumentare l'efficienza dei film sottili sino al 15%, allungandone la vita sino a dieci anni.

In futuro, con costi di produzione più bassi e quindi con prezzi più competitivi, le celle sottili a pigmento fotosensibile possono dare vita ad una nuova generazione di energia solare, di tipo "portatile", che offrirà soluzioni nuove sempre a portata di mano.