Tecnologia Performance+ per aumentare il rendimento

Tecnologia Performance+ per aumentare il rendimento

La natura ha sviluppato soluzioni perfette per la gestione della luce nel corso di milioni di anni. Il nostro modello: il petalo di rosa. La sua superficie possiede una affascinante struttura micro e nano gerarchica ottimizzata per accoppiare la luce con la massima efficienza nel petalo. Questa proprietà fa sì che i petali di rosa appaiano estremamente opachi e non presentino punti luminosi – un chiaro segno che quasi nessuna luce viene riflessa.

Basandoci su anni di ricerca presso il Karlsruher Institut für Technologie (KIT), abbiamo decifrato questo ingegnoso meccanismo antiriflesso per rivoluzionare la gestione della luce nelle celle solari.

La texture basata sui petali di rosa serve principalmente ad aumentare il rendimento dei moduli solari e non deve essere confusa con la nostra pellicola anti-abbagliamento XRF.

Rendering of microstructure of rose petal surface for light incoupling into solar modules

Una texture micro e nano gerarchica

Nel dettaglio, i petali di rosa presentano sulla loro superficie innumerevoli piccole strutture coniche disposte casualmente. L'elevato rapporto d'aspetto (ovvero il rapporto tra altezza e larghezza delle strutture coniche) nonché le speciali nanopieghe sulle superfici dei coni garantiscono l'effetto antiriflesso unico, che è di gran lunga superiore ai rivestimenti antiriflesso convenzionali, soprattutto con incidenza luminosa piatta. Phytonics ha brevettato la tecnologia (DE102021206851A1).

Qual è il guadagno di resa?

Prestazioni massime, anche con il sole basso. La tecnologia di Phytonics mostra i suoi punti di forza soprattutto con angoli di incidenza piatti.

Il grafico mostra la corrente di corto circuito e il miglioramento ottenuto in funzione dell'angolo di incidenza: mentre la resa del modulo di riferimento cala notevolmente con la luce più radente, la superficie bionica garantisce un rendimento elettrico costantemente elevato. Con angoli di incidenza superiori a 60 gradi, otteniamo un miglioramento relativo dell'efficienza fino al 50%. Questo porta a un profilo di resa significativamente più stabile nell'arco dell'intera giornata e dell'anno, in particolare con il sole basso.

Luminanza riflessa

Grazie alle micro e nanostructure gerarchiche con un elevato rapporto d'aspetto, la tecnologia Performance+ impressiona anche per l'eccellente protezione dall'abbagliamento: anche con un'irradiazione estrema di 100.000 lux sulla superficie del modulo e un angolo di incidenza piatto di 70 gradi, la luminanza riflessa rimane al di sotto di 3.000 cd/m² – un valore di punta che stabilisce nuovi standard tecnologici.

  • Mastering

    La produzione del master strutturato a scala centimetrica avviene tramite stampa 3D (2-Photon Polymerization).

  • Upscaling

    Successivamente, il master strutturato viene trasferito in un foglio di nichel. Questo viene poi scalato in più passaggi fino a raggiungere dimensioni dell'ordine del metro quadrato.

  • Produzione di master per pellicole

    La microstruttura viene quindi trasferita dal foglio di nichel a una pellicola tramite un processo di goffratura, con una larghezza superiore a 1,30 m. Questa pellicola serve a trasferire la struttura sul vetro solare in un processo roll-to-plate.

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Produzione su scala industriale

Dalla ricerca all'avanguardia direttamente alla produzione di massa. Grazie alla produzione artificiale di master strutturali ad alta precisione, siamo riusciti a scalare la texture bionica su formati di grandi dimensioni, dell'ordine del metro quadrato. Phytonics sviluppa processi di rivestimento industriali altamente efficienti per l'applicazione della microstruttura su vetri solari. Il vetro rivestito può poi essere integrato direttamente in qualsiasi linea di produzione fotovoltaica senza alcuna modifica. Così portiamo la bionica innovativa sul mercato senza sforzi logistici aggiuntivi.

Vorher/Nachher-Aufnahme eines PV-Dachs, das von Phytonics beschichtet wurde.

Primi progetti dimostrativi

Numerosi tetti residenziali sono già stati equipaggiati con successo con il nostro rivestimento bionico Performance+. La tecnologia riduce drasticamente le perdite per riflessione e appare quindi più scura nella foto rispetto al modulo solare standard a sinistra nell'immagine.