Un gruppo di ricerca olandese-australiano ha sviluppato un dispositivo a concentratore solare luminescente (LSC) da 1 cm3 dotato di celle fotovoltaiche in silicio bifacciale efficienti al 20% che possono essere utilizzate e assemblate in una varietà di configurazioni a mosaico.

Questi dispositivi fotovoltaici a mosaico LSC possono essere utilizzati per rendere l'energia solare onnipresente negli ambienti urbani, il che richiede la fabbricazione di dispositivi visivamente accattivanti che possono funzionare in condizioni di illuminazione difficili nelle città.

Pertanto, sviluppando questo dispositivo fotovoltaico LSC a mosaico colorato e visivamente accattivante, è possibile accelerare l'accettazione generale dell'energia solare nell'ambiente costruito anche con dispositivi inefficienti. Il dispositivo fotovoltaico LSC proposto supporta superfici colorate, trasparenza e offre gradi di libertà, offrendo molte opportunità di progettazione per migliorare la funzionalità complessiva e l'esperienza del fotovoltaico nei prodotti di consumo, negli ambienti costruiti e nei trasporti.
Gli LSC sono comunemente usati come dispositivi fotonici per la produzione di prodotti chimici fini nei fotomicroreattori, per controllare l'ingresso della luce negli spazi in finestre "intelligenti" dinamiche e per distribuire luce sintonizzata sul colore per promuovere la crescita delle piante nelle serre. Possono essere utilizzati anche per aumentare l'efficienza dei pannelli solari. Gli LSC sono composti da materiali luminescenti, noti anche come luminofori, che sono gruppi di molecole che emettono luce quando illuminate.
Questi materiali possono essere rivestiti sulla superficie di un polimero o di una lastra di vetro o usati come droganti per un polimero o una lastra di vetro, agendo come una guida di luce che cattura una lunghezza d'onda della luce solare diretta e indiretta e la riemette a una certa lunghezza d'onda. lunghezze d'onda maggiori. Se applicati al fotovoltaico, i luminofori sono in grado di catturare fotoni ad alta energia che i pannelli fotovoltaici non possono assorbire e riemetterli come fotoni.
Gli scienziati hanno inserito celle solari bifacciali tra i singoli elementi LSC e hanno creato uno schema di elementi LSC a mosaico cubico. Dicono che questo progetto aumenti la superficie disponibile superiore della cella solare per unità di area di apertura, e quindi può migliorare l'efficienza di conversione di potenza dell'intero dispositivo fotovoltaico LSC.
Per il dispositivo LSC, hanno utilizzato materiali tradizionali come il polimetilmetacrilato (PMMA) drogato con coloranti organici commerciali e composti di cumarina (Cou). I ricercatori hanno utilizzato un adesivo ottico abbinato all'indice per fissare le celle a doppia faccia al bordo della guida di luce e le celle fotovoltaiche c-Si a un lato sul lato posteriore del cubo di guida di luce. Usano materiale poliolefinico (PO) per incapsulare la batteria.
In condizioni di illuminazione standard, il team ha scoperto che i luminofori erano in grado di assorbire quasi tutti i fotoni ad alta energia ed emettere fotoni di lunghezza d'onda più lunga che corrispondevano meglio alla risposta spettrale delle celle solari al silicio. Hanno anche testato diversi mini-mosaici per determinare le prestazioni dell'array LSC.
I ricercatori affermano che la produzione commerciale del dispositivo proposto potrebbe iniziare dopo che la sua efficienza sarà ulteriormente migliorata.