Estratto di mirtillo: la nuova sperimentazione del fotovoltaico organico

Nuove ricerche nel campo del fotovoltaico attestano la probabilità di pannelli al mirtillo. Ad occuparsi di questo genere di sperimentazioni sono stati in molti, primo fra tutti il CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche) e alcune università italiane, fra cui La Sapienza e Roma Tor Vergata, o meglio il Chose-Center for Hybrid and Organic Solar Energy, (Dipartimento di Ingegneria elettronica).

La possibilità di inserire materiale organico all'interno delle celle fotovoltaiche ha molte ragioni. Primo fra tutti i costi, che si abbasserebbero in enorme misura rispetto alle tradizionali celle in silicio, che commercializzato pure è vero che ha alti rendimenti ma alti sono anche i costi di produzione, data la sua scarsa presenza in natura. Questi pannelli, infatti, eliminano completamente il silicio per sostituirlo a materiali organici, componenti di mirtillo e frutti rossi in questo caso.

In secondo luogo, pannelli del genere avrebbero la forma di sottili e flessibili film o lastre di vetro semi trasparenti, quindi il raggio di applicazione sarebbe molto più ampio e comprenderebbe anche strutture organiche dalla forma irregolare, cristalli di finestre o automobili dove i raggi arrivano in maniera più dispersiva e tutti quei luoghi nei quali si riscontra una ridotta percentuale di spazio disponibile per l'istallazione di un impianto e, ancora, potrebbero diventare delle vere e proprie tende in grado di essere "stese". I pannelli fotovoltaici tradizionali, infatti, assorbono energia solare ma hanno un rendimento totale del 10% di media rispetto alla radiazione assorbita e solo questa percentuale viene poi trasformata in energia elettrica. Per far fronte al fabbisogno totale di un'abitazione, ad esempio, c'è la necessità di istallare più pannelli, che, ovviamente occupano molto spazio.

(Celle biofotovoltaiche con estratto di mirtillo)

Questi nuovi pannelli fotovoltaici, nello specifico, sarebbero composti da una pasta di biossido di titanio che contiene al suo interno materiali e coloranti organici derivati dai frutti rossi. Il composto resta chiuso fra due lastre di vetro semiconduttore a tenuta quasi stagna, per ridurne il più possibile la penetrazione dell'ossigeno e la formazione dell'umidità.

I pigmenti colorati hanno la capacità e la funzione specifica di assorbire un ampio spettro e una grande quantità di radiazione luminosa. All'interno della cella viene, quindi, a crearsi un processo molto simile alla fotosintesi clorofilliana, dove una porzione di materiale è addetta all'assorbimento delle radiazione, mentre il resto dei componenti funge da conduttore per trasformare questa energia luminosa catturata in energia elettrica.

(Celle biofotovoltaiche con estratto di mirtillo)

I pannelli solari sono, quindi, in grado di catturare radiazioni luminose anche con bassi profili di luminosità e una delle caratteristiche principali di un pannello con pigmenti di mirtillo è che questo riesce a funzionare anche di notte. Di notte, infatti, si rileva quella condizione di luce diffusa, non più diretta come durante il giorno, e questa è prodotto dalla lampade all'interno di un ambiente. Il pannello funziona, quindi, sia in condizioni di luce diretta che diffusa, abbassando notevolmente i costi per l'illuminazione artificiale. La luce diffusa è un fenomeno che si riscontra anche di giorno in condizioni di ombra, perché sono i materiali stessi, per effetto della rifrazione e riflessione delle radiazioni luminose a creare la diffusione.

Naturalmente un pannello fotovoltaico con composto organico di mirtillo ha ancora molti difetti, come, ad esempio, la durata e l'efficienza. Test di laboratorio dimostrano celle solari completamente organiche raggiungono una efficienza massima del 4% che è ancora troppo poco.

Questa tipologia di pannelli solari rientra nella categoria delle celle biofotovoltaiche, ovvero celle organiche, molto simile alle celle ibride, strutturate in misura mista fra componenti organici e inorganici. Questa nuova disciplina integra i processi della fotosintesi clorofilliana per la conversione dell'energia luminosa in energia elettrica per mezzo di un insieme di sostanze organiche. Essa si basa sul comportamento del Fotosistema-I (PS-I), un complesso di molecole che è responsabile della seconda fase della fotosintesi, ovvero la fase di fissazione del carbonio, o fase oscura cioè indipendente dalla luce.