Fotovoltaico senza sole

Il fotovoltaico senza sole è una tecnologia fotovoltaica che non richiede la luce solare per produrre elettricità. Questa tecnica è stata sviluppata dal gruppo di ricerca del Massachusetts Institute of Technology. Le celle fotovoltaiche convertono la luce in elettricità in modo più efficiente a specifiche lunghezze d’onda. La superficie del fotovoltaico Sun-free è progettata in modo tale da convertire l’energia termica in specifiche lunghezze d’onda. Ciò aumenta l’efficienza dei sistemi termofotovoltaici (TPV) esistenti.

Principio di funzionamento
La superficie di questo materiale è incisa con miliardi di pozzetti su scala nanometrica, in modo che emetta onde alle lunghezze d’onda specificate e sopprime altre lunghezze d’onda che non sono necessarie. Quando la superficie è esposta all’energia termica, irradia energia luminosa alle lunghezze d’onda richieste. Gli atomi liberano elettroni liberi quando viene applicata la radiazione, generando elettricità.

Sviluppo
Un dispositivo che utilizza radioisotopi è in grado di produrre elettricità per un massimo di 30 anni senza interruzione utilizzando un processo chiamato decadimento radioattivo. Un altro dispositivo simile è stato sviluppato dai ricercatori del MIT, che utilizza il butano come fonte di carburante. Ha le dimensioni di un pulsante ed è stimato funzionare tre volte più a lungo di una batteria agli ioni di litio di dimensioni simili e ha il vantaggio di ricaricare immediatamente dopo il rifornimento. Il termo-fotovoltaico, una tecnologia sviluppata negli anni ’60, è in grado di convertire l’energia termica in elettricità. Precedentemente era noto che la luce solare non è assolutamente necessaria per il funzionamento delle celle fotovoltaiche. La radiazione infrarossa non viene utilizzata in modo efficiente nei materiali fotovoltaici che sono caratterizzati da una bassa banda proibita, sebbene le prestazioni siano comparativamente migliori rispetto alle normali celle fotovoltaiche al silicio. Un esempio di fotovoltaico che utilizza il calore è un diodo fotovoltaico che produce elettricità dal calore emesso da un emettitore termico alimentato a idrocarburi.

Nel fotovoltaico Sun-free, l’emettitore termico sopra descritto è finemente sintonizzato per emettere specifiche lunghezze d’onda che il diodo fotovoltaico può utilizzare, fermando al tempo stesso le lunghezze d’onda che non possono essere utilizzate dal diodo. Ciò è ottenuto mediante l’incisione di caratteristiche di nanoscala come creste e fori su un cristallo fotonico in modo che la luce che passa attraverso il cristallo possa essere modificata.

operazione
Una lastra di tungsteno viene utilizzata come emettitore termico con miliardi di nanoscala sulla superficie, con ogni fossa che agisce come un risuonatore. Durante il riscaldamento, le lunghezze d’onda specifiche vengono irradiate dalla lastra in quanto genera uno spettro di emissione alterato.

applicazioni
Il fotovoltaico senza sole può essere applicato in dispositivi elettronici come gli smartphone. Il suo valore di densità di corrente ha la capacità di essere triplicato nei prossimi anni, quando potrebbe alimentare uno smartphone per più di 20 giorni senza bisogno di ricaricare in mezzo. Può anche essere utilizzato per utilizzare il calore di scarto da apparecchi elettrici come televisori e apparecchi elettronici come i telefoni cellulari.