I pannelli solari sono fogli semiconduttori fotoelettrici che generano direttamente elettricità dalla luce solare. Finché viene raggiunta una certa quantità di luce, l'energia luminosa può essere convertita in energia termica. Recentemente, gli scienziati della Stanford University hanno sviluppato una nuova tecnologia che consente ai pannelli solari di generare elettricità al buio.
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Secondo un articolo pubblicato su Applied Physics Letters, si comporta come un classico pannello solare, convertendo la luce solare in elettricità durante il giorno. Di notte, un generatore termoelettrico integrato (TEG) "raccoglie elettricità dalla differenza di temperatura tra le celle fotovoltaiche e l'ambiente circostante".
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Come tutti sappiamo, i fotoni trasferiscono energia cinetica alle molecole dopo essere entrati in collisione con molecole di materia, e le molecole iniziano a generare calore quando la loro energia cinetica aumenta. Pertanto, qualsiasi oggetto tranne lo zero assoluto emetterà raggi infrarossi. L'unica cosa che può sentire l'esistenza dei raggi infrarossi è il suo effetto termico, ma questo processo non è affatto una strada a senso unico.
La radiazione solare riscalda la terra durante il giorno e viene rilasciata sotto forma di luce infrarossa durante la notte. Gli scienziati hanno sviluppato un diodo di radiazione termica realizzato con lo stesso materiale degli occhiali per la visione notturna a infrarossi, che converte l'energia termica irradiata da fonti di calore in aree più fredde in energia elettrica.
Commutando il convertitore di potenza dall'estremità fredda all'estremità calda per realizzare pannelli solari, i ricercatori hanno affermato che questa è la prima volta che questa tecnologia è stata realizzata al mondo, sebbene possa generare solo circa 1/10 dell'elettricità dei pannelli solari a notte, fintanto che continua a migliorare, in futuro potrebbe essere possibile creare dispositivi che funzionano esclusivamente con il calore emesso da esseri umani o animali.
Hanno attaccato un materiale isolante chiamato modulo termoelettrico alle celle fotovoltaiche, ha detto Shanhui Fan, un ingegnere elettrico della Stanford University che ha guidato lo studio. Il materiale agisce come una diga idroelettrica, assorbendo il flusso di calore e generando energia da esso.
La tecnologia funziona intrappolando il calore diurno nel radiatore. Quindi, quando questa energia viene irradiata naturalmente nello spazio, parte di essa può essere catturata dal TEG e da un materiale unico che intrappola le lunghezze d'onda termiche.
Nonostante questa svolta, la tecnologia ha ancora molte sfide. Innanzitutto, la potenza generata di notte è di soli 50 mW/quadrato, rispetto ai circa 1000 W/quadrato dei pannelli solari standard. In secondo luogo, il calore si raffredda in tempi relativamente brevi, il che si traduce in un decadimento dell'elettricità generata.
Ma la tecnologia è entusiasmante e potrebbe potenzialmente essere utilizzata in applicazioni a bassa potenza o dove è presente una fonte di calore affidabile, come l'illuminazione di LED o la ricarica di telefoni o sensori.
