Realizzato un nuovo polimero in sostituzione delle molecole di fullereni nel fotovoltaico organico. Efficienza e stabilità in aumento
(Rinnovabili.it) – Dimenticate i “cagionevoli” fullereni, le molecole chiave per la realizzazione di celle solari polimeriche, ma facilmente sensibili alla degradazione. All’Imperial College di Londra, i ricercatori hanno ideato un nuovo tipo di fotovoltaico organico la cui stabilità ambientale convince anche sul piano commerciale. “Abbiamo identificato una nuova molecola organica che non si basa sui fullereni. Rispetto ad altri accettori – che sono un elemento essenziale nel fotovoltaico – rappresenta una classe a sé stante in termini di funzionalità”, spiega il professore Christoph Brabec, fra gli autori del documento pubblicato su Nature Communications.
Per comprendere a pieno la novità, un passaggio sul funzionamento del fotovoltaico organico è obbligato: i dispositi oggi più efficienti, quando si parla di solare polimerico, sono realizzati con speciali polimeri di carbonio, esteticamente simili a palloni da calcio. I fullereni per l’appunto.
Queste molecole agiscono come semiconduttori di tipo n (ossia come accettori di elettroni) in congiunzione con polimeri di tipo p (donatori di elettroni). 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.
Seguendo il recente filone di ricerca “fuellereni-free”, Brabec e lo scienziato dei materiali scienziato Nicola Gasparini sono riusciti a trovare un’alternativa convincente dal punto di vista prestazionale. “Mentre fullereni assorbono solo una piccola quantità di luce, la nuova molecola è in grado di convertire una grande quantità di raggi solari incidenti”, aumentando di conseguenza del dispositivo. Nel loro studio i ricercatori hanno dimostrato resistenza ed efficienza del loro polimeri di nuova concezione. “Abbiamo misurato una stabilità significativamente più alta, anche a temperature fino a 140 gradi Celsius. E siamo convinti di poter produrre celle solari stabili con un’efficienza di oltre il dieci per cento grazie all’utilizzo di questi materiali”.
Un altro vantaggio significativo è che il processo utilizzato per stampare i nuovi materiali organici è meno costoso e le pellicole solari possono essere realizzate in diversi colori. Questo permetterà agli architetti una maggiore libertà nella scelta delle combinazioni di colore.
