MILANO – Una delle parole d’ordine dei nostri tempi è “efficienza”. Per questo motivo – e non solo - i ricercatori dell’École Polytechnique Fédérale di Losanna, in Svizzera, stanno sperimentando una nuova tecnica per incrementare la qualità delle celle solari. I risultati della ricerca hanno illustrato come l’utilizzo di celle solari costituite da miscele di fullereni-polimeriche incrementino la capacità di sfruttamento dell’energia solare.
La ricerca
Tramite la tecnica di misura TREAS (spettroscopia di elettroassorbimento ultraveloce risolta nel tempo), gli scienziati svizzeri hanno misurato in tempo reale la distanza che separa le cariche generate dalla luce nello strato attivo di una cella solare fotovoltaica. Questa analisi è fondamentale per la ricerca in quanto le cariche generate dall’energia solare tendono a ricombinarsi, mentre per ottimizzare lo sfruttamento dell’energia è necessario mantenere separate le cariche positive da quelle negative. Le celle costituite da fullereni-polimeri funzionano invece in modo che il polimero assorba la luce solare e generi un eccitone (una coppia elettrone-lacuna), e il fullerene accetti l’elettrone dal polimero e lo trasferisca ad un elettrodo generando foto corrente. L’unico inconveniente sperimentato – ma già risolto – è che la disposizione del fullerene e del polimero sul film che ricopre le celle solari non era morfologicamente controllabile in modo da disporre in maniera ottimale i due composti.
Il valore della plastica
Un gruppo di ricerca ha però risolto questo inconveniente, sviluppando un metodo per organizzare nanometricamente il film in modo da incrementare l’efficienza del fullerene nel separare la carica elettrica negativa dalla positiva e nell’impedire che questa ricombini. Questo tipo di struttura ordinata, ottenuta tramite self-assembly molecolare, non è altro che il modo in cui la natura ha organizzato le piante per ottimizzare la fotosintesi. Questo studio fa fare un ulteriore passo in avanti nella ricerca sull’energia solare e sul suo sfruttamento e - allo stesso tempo - dimostra come i canonici materiali utilizzati per le celle fotovoltaiche (silicio in primis) possano essere sostituiti da miscele di polimeri che aumentano l’efficienza delle celle solari ricalcando il funzionamento della natura.
di Alessandro Conte
27 gennaio 2017
credits: Kevin Sivula/EPFL
