Dalla cipolla un’innovativa pellicola di protezione UV per il fotovoltaico
Le celle solari, indipendentemente dalla tecnologia impiegata, sono sensibili all’esposizione prolungata ai raggi ultravioletti.
Questo fenomeno, noto come degradazione indotta dai raggi UV (UVID), può compromettere le prestazioni dei moduli fotovoltaici, riducendone l’efficienza fino al 15%.
Per contrastare questo problema, la ricerca si è concentrata sull’utilizzo di pellicole protettive anti-UV, generalmente realizzate con materiali di origine fossile come il polivinilfluoruro (PVF) e il polietilene tereftalato (PET).
Un’alternativa sostenibile dalla Finlandia
Un gruppo di ricercatori dell’Università di Turku, in collaborazione con l’Università di Aalto (Finlandia) e l’Università di Wageningen (Paesi Bassi), ha sviluppato un’innovativa soluzione ecologica.
La nuova pellicola protettiva è realizzata in nanocellulosa e trattata con estratto di cipolla rossa, un materiale naturale che permette di filtrare fino al 99,9% delle radiazioni UV, garantendo al contempo un’elevata trasmittanza della luce solare utile alla generazione di energia.
Il problema della degradazione UV
L’UVID è un fenomeno visibile ad occhio nudo e si manifesta attraverso l’ingiallimento dell’incapsulante dei moduli fotovoltaici, alterandone l’aspetto e riducendone l’efficacia.
I fotoni ultravioletti (con lunghezze d’onda comprese tra 280 e 400 nm) penetrano in profondità nel silicio, influendo negativamente sulle prestazioni della cella e accelerando la degradazione del materiale incapsulante.
Le attuali soluzioni di protezione UV si basano su filtri sintetici che bloccano le radiazioni nocive, ma l’uso di materiali di origine fossile comporta un impatto ambientale significativo. Da qui la necessità di individuare alternative più sostenibili.
La soluzione bio: pellicole di nanocellulosa
I ricercatori finlandesi hanno testato tre diverse pellicole protettive a base di nanofibre di cellulosa, arricchite rispettivamente con estratto di cipolla rossa, lignina e ioni di ferro.
Tra queste, la pellicola trattata con cipolla rossa ha dimostrato le migliori prestazioni, bloccando quasi completamente le radiazioni UV e garantendo una trasmissione della luce superiore all’80% nell’intervallo 650-1100 nm.
Dopo 1000 ore di test di esposizione alla luce, le celle solari protette con la nuova pellicola hanno mostrato una decolorazione minima, superando le prestazioni dei tradizionali filtri commerciali in PET.
Le prospettive future
Questa scoperta rappresenta un passo avanti significativo nella ricerca di materiali protettivi ecologici per il fotovoltaico. Secondo Rustem Nizamov, ricercatore dell’Università di Turku, l’obiettivo futuro sarà lo sviluppo di celle solari biodegradabili, in grado di alimentare dispositivi a basso consumo come sensori integrati negli imballaggi alimentari.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista ACS Applied Optical Materials e apre nuove prospettive per l’adozione di materiali sostenibili nell’industria fotovoltaica e in altre applicazioni optoelettroniche.