Fotoelettrodo riesce a raccogliere fino all’85% della luce visibile

A sinistra: il fotoelettrodo di nuova concezione, un sandwich fatto da uno strato semiconduttore di biossido di titanio tra due pellicole di nanoparticelle d'oro. A destra in alto: il fotoelettrodo con 7nm di profondità intrappola la luce rendendola non trasparente. A destra in basso un esempio di fotoelettrodo senza pellicole d'oro. Credito: Misawa H. et al., Nature Nanotechnology, July 30, 2018)

Un fotoelettrodo che riesce a raccogliere fino all’85% della luce visibile è stato sviluppato da un gruppo di ricerca guidato dal professor Hiroaki Misawa dell’Istituto di ricerca per le scienze elettroniche dell’Università di Hokkaido.

Questo fotoelettrodo, tramite un sottile semiconduttore di biossido di titanio di 30 nanometri di spessore inserito tra due strati di nanoparticelle d’oro riesce a convertire l’energia della luce, secondo gli stessi ricercatori, 11 volte in modo più efficiente rispetto ai modelli di fotoelettrodi tradizionali.

Il nuovo fotoelettrodo viene irradiato dalla luce dal lato delle nanoparticelle d’oro e comincia a funzionare come uno specchio intrappolando la luce in una sorta di cavità tra i due strati d’oro.
Inutile dire che un fotoelettrodo del genere potrebbe consentire una conversione della luce solare in energia rinnovabile molto più proficua dei metodi tradizionali.

Il sistema riesce a raccogliere oltre l’85% di tutto la luce visibile, come specifica lo stesso Misawa: “Il nostro fotoelettrodo ha creato con successo una nuova condizione in cui plasmoni e luce visibile intrappolata nello strato di ossido di titanio interagiscono fortemente, consentendo alla luce con una vasta gamma di lunghezze d’onda di essere assorbita dalle nanoparticelle d’oro”. Queste ultime, eccitate dall’energia addizionale, trasferiscono gli elettroni al semiconduttore.

Fonti e approfondimenti



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