Al 48° IEEE Photovoltaic Experts Meeting di quest'anno, i ricercatori del Fraunhofer Institute of Solar Energy System ISE, in Germania, hanno dimostrato l'esposizione delle celle fotovoltaiche a semiconduttore III-V a base di arseniuro di gallio (GaAs) a un laser a 858 nm di lunghezza d'onda e realizzato il mito del 68,9% di efficienza di conversione. Si chiama mito perché l'efficienza di conversione del 68,9% è di gran lunga il valore più alto per convertire la luce in energia elettrica! Nella dimostrazione, il team di ricerca ha utilizzato una cella solare molto sottile (fatta di arseniuro di gallio) e l'ha dotata di uno specchietto retrovisore altamente riflettente e conduttivo.
Nelle celle fotovoltaiche, la luce viene assorbita nella struttura cellulare. La luce assorbita rilascia cariche positive e negative, che vengono poi condotte ai contatti della batteria anteriore e posteriore, generando così energia elettrica. Quando l'energia della luce incidente è leggermente superiore alla cosiddetta energia band gap insita nel materiale semiconduttore, l'effetto fotovoltaico sarà particolarmente potente. Pertanto, quando la sorgente di luce laser monocromatica è abbinata a un materiale composto semiconduttore adatto, è teoricamente possibile ottenere un'efficienza di conversione molto elevata.
Questa forma di trasmissione di energia con la partecipazione della tecnologia laser è anche chiamata tecnologia dell'energia luminosa. È particolarmente adatto per applicazioni che richiedono alimentatori isolati elettricamente, protezione contro i fulmini o contro le esplosioni, compatibilità elettromagnetica o trasmissione di potenza wireless completa.
Rispetto alla tradizionale trasmissione di energia via cavo in rame, un tale sistema di energia fotocinetica presenta due evidenti vantaggi. Il Dr. Henning Helmers, il capo del gruppo di ricerca Fraunhofer ISE, ha spiegato:"In primo luogo, i fotoni vengono catturati nella batteria, vicino al band gap. L'assorbimento dell'energia del fotone può essere massimizzato e, allo stesso tempo, la perdita per riscaldamento e trasmissione può essere ridotta al minimo. In secondo luogo, i fotoni generati all'interno vengono catturati e recuperati efficacemente attraverso la ricombinazione della radiazione, che prolunga la vita effettiva del vettore e aggiunge ulteriore tensione."
Il professor Andreas Bett, direttore dell'Istituto, ha detto felicemente:"Questa ricerca mostra che la tecnologia fotovoltaica ha un potenziale per applicazioni industriali diverse dall'energia solare."
Grazie all'arma magica del laser, infatti, i campi di applicazione di questo tipo di trasmissione fotoelettrica sono diventati molto ampi, tra cui il monitoraggio strutturale delle turbine eoliche, il monitoraggio delle linee ad alta tensione, i sensori di carburante nei serbatoi di carburante degli aerei o gli impianti dall'esterno del corpo. Alimentazione ottica, monitoraggio della rete ottica passiva o alimentazione wireless per applicazioni IoT, ecc.
