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Nuovi passi avanti dal modo del fotovoltaico organico. Un gruppo di ricercatori provenienti da Giappone e Germania è riuscito a semplificare la fabbricazione delle celle solari in plastica. A differenza dei più efficienti dispositivi in silicio o altri semiconduttori inorganici, le celle polimeriche (come anche quelle a coloranti vegetali) hanno faticato parecchio per raggiungere prestazioni che fossero considerate anche solo sufficienti.
Ma il sogno di poter produrre moduli fotovoltaici che fossero leggeri, flessibili e soprattutto economici, non si è mai spento.
Il problema principale con questi tipi di celle è che le loro efficienze sono strettamente legate al modo in cui i diversi tipi di materiali si mescolano e cristallizzano nei film sottili. Ciò significa che, in genere, è necessaria un’elaborazione complessa e accurata per rendere realmente efficienti le celle solari in plastica. Gli scienziati dell’Università di Osaka, in una collaborazione con l’Istituto Max Planck, sono riusciti tuttavia a creare una nuova unità polimerica che non richiede trattamenti speciali extra. E sono stati anche in grado di raggiungere questo risultato mantenendo un’eccellente efficienza di conversione dell’energia solare in elettricità.
“Le celle solari organiche convenzionali hanno finalmente buone efficienze, ma i film polimerici in questi dispositivi richiedono in genere un’elaborazione speciale per garantire una cristallizzazione corretta. Noi, invece, ci siamo concentrati sulle miscele polimeriche amorfe per evitare questi problemi”, spiegano gli scienziati.
Il team sapeva che il polimero impiegato per le loro celle solari in plastica non era in grado di trasportare in maniera efficace le lacune, uno dei due portatori di carica, assieme agli elettroni, che contribuiscono al passaggio di corrente elettrica nei semiconduttori. Il gruppo ha quindi ridisegnato la struttura del polimero aggiungendo un nuovo componente e migliorando così la conducibilità delle lacune e di conseguenza le prestazioni della cella: il prototipo realizzato ha mostrato un’efficienza del 9,12%. “Essere in grado di fabbricare queste celle senza prestare molta attenzione alla struttura cristallina delle pellicole polimeriche potrebbe consentirci di produrre in massa questi dispositivi con metodi di stampa semplici”. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Advanced Energy Materials.
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