Un gruppo di scienziati cinesi ha aumentato la resa del fotovoltaico organico flessibile, raggiungendo livelli di efficienza propri delle celle tradizionali
La strategia ternaria per il fv organico
(Rinnovabili.it) – Nuovi passi avanti per le celle solari organiche ternarie. Finalmente reggono il confronto con il fotovoltaico classico. Il merito è di un gruppo di esperti dell’Accademia cinese delle scienze che, mettendo mano alla ricetta dello strato fotoattivo, ha raggiunto un’efficienza di conversione del 19,17%.
Sono anni che la ricerca sul fotovoltaico organico punta a realizzare un prodotto competitivo con i dispositivi in silicio cristallino o altri semiconduttori organici. Nonostante il grande gap in termini di efficienza e stabilità, questo segmento offre allettanti vantaggi. Le celle solari organiche sono leggere, flessibili ed economiche da produrre, e non sono legate all’attuale e limitante supply chain del fotovoltaico tradizionale. Inoltre possono essere prodotte direttamente sotto forma di rotoli flessibili utilizzando processi come la stampa a getto d’inchiostro. Un approccio che apre le porte ad un’integrazione a 360 gradi, dagli edifici ai veicoli, per terminare con l’elettronica di consumo.
Le celle solari organiche ternarie (TOSC)
Una delle strategie nate nel tempo per aumentarne la resa è quella “ternaria” o TOSC. L’approccio convenzionale per il fotovoltaico organico prevede l’impiego di un materiale donatore e un materiale accettore per formare lo strato fotoattivo. Nelle celle solari organiche ternarie, invece viene incluso un terzo componente – definito “ospite” – in grado di ottimizzare vari aspetti, dall’ampliamento dell’intervallo di assorbimento dei fotoni alla regolazione della carica degli eccitoni, passando per l’ottimizzazione della morfologia del film di miscelazione.
Come spiega l’Accademia Cinese delle Scienze, in virtù delle diverse funzioni che il componente ospite può svolgere, la sua posizione specifica all’interno dello strato fotoattivo determina il risultato finale. “A seconda del suo posizionamento, può trasferire energia alla velocità della luce o aiutare a catturare più energia solare“, ha sottolineato Li Yonghai, coautore dello studio. Nella ricerca, gli scienziati hanno utilizzato un componente ospite chiamato LA1, un piccolo accettore di molecole che gli ingegneri cinesi hanno modificato chimicamente aggiungendo gruppi funzionali per migliorarne la cristallinità e l’allineamento. Quindi ne hanno regolato la distribuzione. Il risultato? Le nuove celle solari organiche ternarie hanno raggiunto un’efficienza del 19,17%. Lo studio è stato pubblicato su Advanced Materials (testo in inglese).
