Celle solari organiche più efficienti

Studiando le proprietà del fullerene, si potrebbe arrivare ad un nuovo tipo di celle solari organiche, di maggior efficienza e, fattore sempre decisivo, economicamente più convenienti.

La nascita delle celle solari organiche risale infatti a circa 20 anni, ma il componente principale, il fullerene, è rimasto lo stesso e la tecnologia organica non ha avuto grandi sviluppi negli ultimi anni.

Un gruppo di scienziati dell’Università di Warwick ha pubblicato uno studio, ancora in fase iniziale, sulla rivista Advanced Materials.

Lo studio si concentra su una proprietà fino ad oggi poco considerata dei fullereni, ovvero la disponibilità di stati elettronici di accettazione aggiuntivi che potrebbe essere d’aiuto per creare una classe di imitatori del fullerene.

Una cella solare organica, infatti, è una cella solare realizzata con polimeri, molecole di grandi dimensioni con una struttura dotata di unità ripetitive. La struttura polimerica delle celle solari organiche rende flessibile il “tessuto” della cella, che può quindi essere prodotta a film sottile.

L’elettricità viene prodotta tramite effetto fotovoltaico, proprio utilizzando i pattern ripetitivi delle grandi molecole polimeriche che però sono in grado attualmente di produrre solo un terzo della resa data dai normali pannelli fotovoltaici.

In più, i polimeri tendono a degradare nel tempo e perdono via via la capacità di produrre energia elettrica e, seppure sottili, leggerissime, flessibili e poco costose da fabbricare, questo degrado unito alla minor resa non le rendono al momento una soluzione economicamente appetibile, pur se, essendo quasi completamente biodegradabili, hanno sia un minor impatto ambientale, sia un minor costo di smaltimento.

La ricerca di una alternativa ai fullereni non è nuova, ma solo oggi il gruppo guidato dal professor Alessandro Troisi, del Dipartimento di Chimica dell’Università di Warwick, ha scoperto il fullerene può accettare elettroni non solo nel suo stato anioco, ma anche in alcuni stati di eccitazione.

Questa possibilità di accettare elettroni anche in caso di eccitazione, rende ovviamente più veloce la cattura degli elettroni, migliorando di fatto il processo di separazione della carica.

E’ proprio la mancata conoscenza di questa proprietà che, secondo il professor Troisi, ha fino ad oggi impedito di trovare valide alternative al fullerene che, sempre secondo il professore, adesso sarà più facile vista la facilità della progettazione di una nuova classe di accettatori molecolari che il gruppo guidato dal professor Troisi ha già dimostrato di poter progettare e di cui hanno già depositato il brevetto.

Giulia Orlando
20 dicembre 2012