Fotovoltaico: in arrivo celle solari organiche più efficienti
Dopo anni di intensa ricerca, il fotovoltaico organico sembra essere giunto a un punto di svolta nell'ambito dell'efficienza delle celle solari. Arriva infatti dagli Stati Uniti, più precisamente dall'Università del Massachusetts di Amherst, una notizia attesa da tempo dagli operatori del settore: i ricercatori dell'università americana sono riusciti a sviluppare una cella solare polimerica leggera che può utilizzare qualsiasi metallo come materia prima per gli elettrodi, abbattendo la cosiddetta "barriera degli elettrodi", uno dei principali ostacoli alla realizzazione di pannelli fotovoltaici organici più efficienti ed economici.
"La barriera degli elettrodi" - ha spiegato Thomas Russell, uno dei firmatari dello studio dell'Università del Massachusetts di Amherst - "è stata a lungo un grosso problema. Il sole produce ogni giorno 7.000 volte più energia di quella che possiamo usare, ma non siamo in grado di sfruttarla bene". Allo stato attuale della ricerca infatti, a causa della forte instabilità e dei rischi di ossidazione a cui sono soggetti gli elettrodi realizzati con i metalli più comuni, i ricercatori sono sempre stati costretti a scegliere tra la stabilità ossidativa e l'efficienza del catodo di metallo: producendo celle solari maggiormente protette dal rischio di ossidazione si perdeva in efficienza, e così al contrario.
(Celle solari organiche in Germania)
Gli scienziati americani dell'Università del Massachusestts hanno trovato una soluzione al problema, sintetizzando nuovi polimeri legati a zwitteroni - molecole neutre che possiedono sia una carica positiva che una negativa -, in grado di interagire con gli elettrodi metallici. I ricercatori hanno in seguito sostituito i fullereni - macro molecole di carbonio spesso utilizzate nello strato fotoattivo delle celle solari organiche - con gli zwitteroni, favorendo in tal modo il flusso di elettroni attraverso materiali differenti. Questi polimeri infatti, modificando le proprietà dei metalli con cui vengono in contatto, contribuiscono a migliorarne l'efficienza.
"Abbiamo modificato fullereni con zwitteroni (C60-SB) per modificare la funzione di lavoro degli elettrodi" - ha spiegato ancora il professor Russell - "e sapevamo come fare perché lo avevamo già fatto con i polimeri. Questo è davvero un cambiamento radicale nella nostra capacità di spostare gli elettroni attraverso materiali dissimili. Ciò che abbiamo fatto è creare polimeri e fullereni che cambiano le qualità dei metalli che contattano, che cambiano così le loro proprietà elettroniche, migliorando di conseguenza la loro effficienza". Quella del team di ricercatori statunitense, in altri termini, rappresenta un passo decisivo sulla strada del miglioramento del fotovoltaico organico in termini di efficienza e risparmio. "Si tratta" - ha concluso Russell - "di una soluzione molto semplice. Una volta posizionato questo sottile strato di polimeri, non importa con cosa lo si ricopra, è possibile utilizzare metalli robusti che non si ossidano. Penso si tratti di una scoperta molto importante per tantissimi scienziati".
