Celle Solari Organiche: Record Raggiunto del 10% di Efficienza. Nasce la Nuova Generazione dalla Ricerca di Michael Grätzel e Wan Peng che Toccano la Soglia Imposta dal Film Solare Sottile

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Michael Grätzel, un professore di chimica presso l’Ecole Polytechnique Fédérale di Losanna in Svizzera, è l’inventore dell’omonimo modello di cella solare organica che a lungo è stata considerata un promettente tecnologia in grado di ridurre il costo dell’energia solare. Le celle solari organiche di Grätzel sono potenzialmente meno costose e possono essere stampate in modo molto rapido. Ma questo potenziale ancora non è stato realizzato, perché per raggiungere livelli di efficienza sufficientemente elevata da competere con le celle solari convenzionali, circa il 10%, è stato necessario utilizzare elettroliti volatici che devono essere accuratamente sigillati all’interno delle cellule, un costoso e inaffidabile passo nel settore produttivo.

• Celle Solari Organiche: Ricerca Non Stop

Ma ora Michael Grätzel, insieme con Wang Peng, professore presso l’Istituto di Chimica Applicata di Changchun, presso l’Accademia Cinese delle Scienze, hanno reso più efficiente le celle solari che utilizzano elettroliti non volatili, raggiungendo una migliore efficienze del 10%o. Il team ha inoltre dimostrato che le celle solari organiche sono rimaste stabili, quando esposte alla luce e alle alte temperature per 1000 ore. Toni Buonassisi professore di ingegneria meccanica al MIT anticipa spiegando che “la tecnologia realizzata per queste nuove celle solari organiche spinge a raggiungere lo scalino del 10%, che rappresenta il livello economicamente competitivo per la tecnologia solare a film fotovoltaico sottile“.

Il problema finora riscontrato riguardava il liquido ionico, costituito da sali che possiedono una bassa temperatura di fusione, che ora lo si è potuto unire ed utilizzare con plastica e così realizzare delle celle solari organiche in grado di essere efficienti, flessibili e pertanto inserite e stampate su abbigliamento, tende da sole e svariate superfici. “Non avremmo mai sognato di raggiungere efficienze del 9-10% con i liquidi ionici”, spiega Grätzel. “10 anni fa, abbiamo raggiunto l’1% di efficienza e non pensavamo mai di fare di meglio”.

• Celle Solari Organiche: La Nuova Generazione

L’invenzione delle nuove celle solari organiche è partita da una prima pubblicazione di questa estate. In questo lavoro, i ricercatori hanno aumentato la conduttività degli elettroliti sulla base dei liquidi ionici e prodotto celle solari organiche che avevano raggiunto l’8,2% di efficienza. Nel lavoro in corso, pubblicato il mese scorso dal Journal of Physical Chemistry, i ricercatori hanno ulteriormente aumentato l’efficienza grazie all’associazione del liquido ionico con una nuova sostanza colorante. Il nuovo colorante assorbe luce di gran lunga migliore rispetto al convenzionale colorante.

Poiché il colorante assorbe luce così facilmente, è possibile ridurre lo spessore del materiale attivo nella cella solare organica della metà, il che rende più facile per gli elettroni  trasferirsi dalla cella solare e raggiungere un circuito esterno. Questo nuovo processo a sua volta, riesce ad aumentare l’efficienza ed in questo caso raggiunge il 9,1%. I ricercatori hanno anche associato il nuovo colorante non volatile con un solvente a base di elettroliti. Non è abbastanza stabile come un liquido ionico, e non può essere utilizzato con la plastica. Ma è consente di raggiungere leggermente una superiore efficienza e toccare il 10%.

• Celle Solari Organiche: La Commercializzazione

Grätzel sta lavorando con 2 società per commercializzare questa tecnologia. G24 Innovations, con sede a Cardiff, nel Regno Unito, sta progettando di vendere la cella solare organica con il nuovo colorante sensibilizzato per applicazioni come il caricabatterie per telefoni cellulari, in particolare nei paesi in cui l’elettricità è inaffidabile. E con la Dyesol, con sede a Queanbeyan, in Australia, con cui sta progettando di vendere celle solari organiche per le facciate degli edifici. Entrambe le società hanno già messo a punto precedentemente delle loro celle solari organiche ma i recenti progressi potrebbero rendere le celle solari meno costose e migliorarne significativamente le prestazioni.

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