La sostanza chimica che rende piccanti i peperoncini aumenta efficienza celle solari


    Il composto che rende piccanti i peperoncini, la capsaicina, ha aumentato l’efficienza di conversione dell'energia solare in energia elettrica delle celle solari trattate con tale composto chimico.

    Celle solari contenenti capsaicina, il composto che rende piccanti i peperoncini. Credits: Jin Yang.Immagine - Celle solari contenenti capsaicina, il composto che rende piccanti i peperoncini. Credits: Jin Yang.

    Le celle solari ultrasottili realizzate con materiali a base di piombo possono assorbire la luce in modo più efficiente rispetto alle celle solari a base di silicio, ma spesso non possono convertire l'energia in modo efficiente perché parte di essa viene dispersa in calore.

    Un gruppo di ricercatori ha scoperto che la soluzione potrebbe essere quella di aggiungere un po' di "calore".

     

    Il dott. Qinye Bao della East China Normal University di Shanghai e i suoi colleghi hanno aggiunto capsaicina a delle celle solari ultrasottili in perovskite durante il processo di produzione. Gli scienziati avevano ipotizzato che la capsaicina potesse avere un effetto di potenziamento energetico poiché avevano osservato la capacità di tale composto di liberare elettroni che possono condurre carica elettrica.

    I ricercatori hanno quindi testato le celle solari trattate con capsaicina in laboratorio esponendole alla luce artificiale in modo da simulare l’esposizione alla luce solare per poter misurare la corrente elettrica che le attraversa.

    Conversione dell'energia del 21,88% rispetto al 19,1% delle celle solari prive di capsaicina

    La capsaicina ha reso le celle solari più efficienti, producendo una conversione di energia del 21,88%, contro il 19,1% delle celle solari prive di capsaicina. Il team ha quindi analizzato le celle solari con la spettroscopia mentre avveniva la conduzione di energia e ha scoperto che l'aggiunta di capsaicina ha effettivamente portato a un maggior numero di elettroni liberi disponibili per condurre la corrente sulla superficie delle celle solari. Ciò ha ridotto la perdita di energia dovuta alla dispersione del calore.

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    L'esatto meccanismo alla base di questo miglioramento è ancora oggetto di dibattito tra i ricercatori. Il dott. Bao e i suoi colleghi ipotizzano che le molecole di capsaicina reagiscano con gli ioni di piombo nella cella solare per liberare una maggior quantità di elettroni per condurre la corrente elettrica.

    «La nostra priorità è selezionare biomateriali sostenibili prodotti dalle piante», afferma Bao. «La capsaicina è a basso costo, naturale, sostenibile e abbondante sulla Terra».

    Molti composti organici naturali sono in fase di test per vedere se hanno lo stesso effetto della capsaicina, afferma il dott. Tsutomu Miyasaka dell'Università di Yokohama in Giappone, ricercatore che ha inventato le celle solari di perovskite nel 2009. 

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    Riferimenti:

    DOI: 10.1016/j.joule.2020.12.009