Fotovoltaico FAI DA TE fatto in casa: il Fotovoltaico alla Marmellata

Fotovoltaico-FAI-DA-TECon l’avvento della tecnologia, ci sono miriadi di strumenti che usiamo quotidianamente ma che non sappiamo come funzionano. I cellulari, i computer ed i pannelli fotovoltaici, per esempio, sembrano strumenti quasi magici che solo il mago Merlino dell’ High-Tech può creare.

Di seguito vi mostrerò come le celle fotovoltaiche si basano su un concetto molto semplice e che puoi prepararle anche tu a casa.

Il componente base dei moduli che formano i pannelli solari si chiama cella solare. La prima è stata inventata nel 1883, usando una combinazione complicata di metalli fusi e pressati con selenio ed oro. Nel 1943 è stato scoperto accidentalmente che un diodo genera energia elettrica se illuminato*. Fino a questo punto solo il mago High-Tech può fabbricare pannelli solari, in quanto l’utenza normale non sa dove trovare del selenio e probabilmente un diodo è un qualcosa di complicato, difficile da fare.

Eppure un diodo che funzioni come cella solare si può fare anche a casa, magari con un po’ di marmellata di mirtillo (altro che selenio)!

Il concetto è di usare un materiale colorato che assorba la luce. L’assorbimento della luce induce ad aumentare l’energia di un elettrone il quale può muoversi lasciando una lacuna. Siccome la lacuna è la mancanza di un elettrone (carica negativa), può essere chiamata anche carica immagine. Di fatto la lacuna si comporta come una carica positiva!

Il materiale colorato può essere una marmellata di mirtillo.

Per fare una cella solare, gli elettroni fortemente energetici devono essere prelevati, mentre le lacune devono essere riempite con elettroni a bassa energia. In altre parole, la carica netta non cambia ma semplicemente si preleva energia dagli elettroni “più agitati”.

Ma come si prelevano elettroni?

Per obbligare le cariche a muoversi in una sola direzione, bisogna applicare due diversi strati sui lati del materiale colorato.

Il primo tende ad ad assorbire elettroni, l’altro a cederli. Il materiale più usato per assorbire elettroni è il così detto biossido di titanio. Sembra un materiale strano, ma si tratta del banalissimo bianco che compone i muri delle nostre case. Il bianco di titania costa pochissimo e lo si può applicare anche in soluzione alcolica e successivo riscaldamento in forno.

Il materiale che cede elettroni può essere anche il banale nero del carbone. Avete mai provato ad accendere un accendino e posizionarlo sotto un pezzo di vetro? La combustione incompleta del gas produce molecole che assomigliano alla graffite. Depositandosi, infatti, queste molecole lasceranno un colore nero.

Sì, un po’ come succede durante le grigliate! E’ un materiale semplice da depositare e cede facilmente elettroni (è un p-type conductor se vogliamo usare parole difficili!).

A questo punto la cella è pronta, l’unico problema è raccogliere la corrente che si accumula con segno opposto sui due lati del nostro dispositivo.

La preparazione di quella che alcuni chiamano “fotovoltaico alla marmellata” è quindi molto semplice. Basta usare un colorante come la marmellata di mirtilli, un banale bianco di titania, un po’ di nero prodotto da un comunissimo accendino e due contatti elettrici.

Forse i contatti elettrici sono un po’ meno banali, perchè una cella solare necessita di un lato trasparente, altrimenti la marmellata non può assorbire la luce. Per fare questo, si può usare un vetro che conduce su un lato. Si tratta di un comune vetro con un ossido transparente depositato su un lato. Volendo lo si può comprare su internet.

Il vantaggio del vetro è anche quello di avere un supporto per il dispositivo.

Sotto un video che mostra come fabbricare una cella fotovoltaica con un comunissimo colorante (dye in inglese).

E’ incredibile come un dispositivo così complesso si possa preparare con materiali così semplici. Ora sei pronto/a a preparare la tua prima cella fotovoltaica!

*Handbook of Photovoltaic Science and Engineering

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