Gli italiani sviluppano un 'super sensore' per la nuova energia | tecnologia

Ricercatori italiani hanno sviluppato un “super sensore” che potrebbe essere più efficiente del 200% nella conversione Luce infrarossa M elettricità.

Secondo Ricardo Oliaro, dell'Università di Tecnologia di Eindhoven nei Paesi Bassi, il modello si basa su un meccanismo di fisica quantistica, che utilizza la luce verde e una cella simile a quelle utilizzate nei pannelli solari. Il risultato è stato pubblicato sulla rivista Science Advances a febbraio.

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“Le possibili applicazioni spaziano dai veicoli semiautomatici ai sistemi di realtà aumentata e virtuale, dai dispositivi smart home all'autenticazione biometrica. Inoltre, il nostro sensore è in grado di identificare segnali ottici molto piccoli anche a grandi distanze. Abbiamo dimostrato, ad esempio, che Secondo l'ANSA: “Il dispositivo è in grado di monitorare in modo non invasivo il battito cardiaco e la respirazione di una persona da una distanza superiore a 1,3 metri”.

Infatti, test di laboratorio hanno dimostrato che, senza il contatto diretto con le dita, il sensore era in grado di rilevare piccole variazioni nella quantità di luce infrarossa derivanti dalle variazioni della pressione sanguigna, che a sua volta indica la frequenza cardiaca. Quando il sensore era rivolto verso l'area del torace, la frequenza respiratoria poteva essere letta dai movimenti del torace.

Il nuovo sensore è un fotodiodo, cioè un sensore che converte i segnali luminosi in segnali elettrici, ed è centinaia di volte più sottile di un giornale. Per funzionare correttamente, un fotodiodo deve soddisfare due condizioni fondamentali: ridurre al minimo la corrente generata in assenza di luce, la cosiddetta “corrente oscura” (più è bassa, maggiore è la sensibilità del sensore); E distinguere il “rumore di fondo”, cioè i segnali ottici che differiscono nella lunghezza d'onda dell'infrarosso.

Normalmente questi due fattori non vanno d'accordo e per risolvere il problema il gruppo di Oliaro ha creato un “sensore tandem”. In pratica hanno combinato due diversi strati, uno costituito da un materiale chiamato perovskite e l'altro costituito da una cella fotovoltaica organica, una tecnologia che sta diventando sempre più comune nelle celle solari. “Possono essere considerati un po' come le sorelle dei fotodiodi”, ha osservato.

Ciò ha consentito di raggiungere un'efficienza fino al 70%, ma non è ancora sufficiente. “Ho quindi deciso di aumentare l'efficienza con l'aiuto della luce verde. Grazie alle ricerche precedenti, sapevo che irradiare ulteriore luce sulle celle solari avrebbe potuto modificarne l'efficienza. Ma, con mia sorpresa, è stato molto meglio del previsto.” – aggiunse l'italiano.

Secondo Oliaro, “Pensiamo che la luce verde accumuli elettroni extra nello strato di perovskite, che vengono poi rilasciati quando un altro strato assorbe la luce”. “In altre parole, ogni fotone di luce infrarossa convertito in un elettrone riceve un altro elettrone in più, aumentando l’efficienza al 200%”, spiega citando la Fisica Quantistica.

Oliaro sottolinea però che non si tratta esattamente di efficienza energetica (tipica delle celle solari), ma piuttosto di “efficienza quantica, cioè il numero di elettroni che vengono generati (ed estratti come corrente) dai fotoni di luce che raggiungono il dispositivo.” .