Le celle solari polimeriche toccano un nuovo record di efficienza e di costo grazie ai progressi raggiunti dalla ricerca sino-svedese
(Rinnovabili.it) – E’ economico, estremamente flessibile e soprattutto efficiente. Stimo parlando del fotovoltaico polimerico nato dalla collaborazione tra Svezia e Cina. Gli scienziati dell’Università di Linköping in collaborazione con l‘Accademia cinese della scienza – CAS, sono riusciti ad eliminare dall’equazione delle celle solari organiche uno degli elementi fino a ieri fondamentale per il loro funzionamento: i fullereni.
Si tratta di molecole di carbonio sferiche, chiamate così in onore dell’architetto R. Buchminster-Fuller, le cui celebri cupole geodetiche ne ricordano la struttura. La loro superconduttività li ha resi elementi quasi necessari nel fotovoltaico polimerico: all’atto pratico queste molecole facilitano l’operazione di separazione dei portatori di carica (elettroni e lacune), migliorando l’efficienza del dispositivo. Di contro però tendono a degradare facilmente esposte alla luce e sono instabili ad alte temperature.
Ecco perché ormai da tempo la ricerca di settore sta lavorando su opzioni fullereni-free. Ora il gruppo di chimici guidato dal professor Jianhui Hou del CAS ha stabilito un nuovo record mondiale per le celle solari organiche senza fullerene attraverso lo sviluppo di una combinazione unica tra un polimero chiamato PBDB-T e una piccola molecola chiamata ITIC. Con questa combinazione, l’energia del sole viene trasformata con un’efficienza dell’11%, un valore che supera qualsiasi prestazione raggiunta finora dal settore.
Come spiegano nel loro articolo pubblicato su Advanced Materials, Feng Gao, insieme ai suoi colleghi Olle Inganäs e Deping Qian dell’Università di Linköping, hanno caratterizzato la tensione di circuito aperto (Voc – la tensione massima disponibile da una cella solare) e ha proposto approcci per migliorare ulteriormente le prestazioni del dispositivo. “Abbiamo dimostrato – spiegano gli scienziati – come sia possibile ottenere un elevato rendimento senza utilizzare fullereni, e che tali celle solari sono anche stabili al calore. Poiché il fotovoltaico polimerico lavora sotto una costante illuminazione solare, una buona stabilità termica è fondamentale”. La combinazione di due fattori quali l’alta efficienza e una buona stabilità termica suggerisce che le celle solari polimeriche possano essere facilmente realizzate utilizzando una tecnologia di stampa roll-to-roll a basso costo, compiendo così un passo avanti verso la commercializzazione.
