Svolta nella produzione delle celle solari organiche: gli scienziati dell’Università del Massachusetts di Amherst sono riusciti ad abbattere la cosiddetta “barriera degli elettrodi”, uno dei principali ostacoli alla realizzazione di pannelli fotovoltaici economici e più efficienti. Da anni la ricerca fotovoltaica cerca di migliorare l’efficienza delle celle solari organiche. Purtroppo gli elettrodi, realizzati con i metalli più comuni, sono soggetti a una forte instabilità ed esposti al rischio di ossidazione.

Per la prima volta i ricercatori sono riusciti a creare una cella solare organica, leggera e versatile, che può utilizzare potenzialmente qualsiasi metallo come materia prima per gli elettrodi. Come illustra il professor Thomas Russell, una delle firme dello studio:

La barriera degli elettrodi 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.

Finora infatti gli scienziati hanno dovuto scegliere tra la stabilità ossidativa e l’efficienza del catodo di metallo: celle solari meno soggette all’ossidazione erano anche meno efficienti e viceversa. I ricercatori hanno risolto il problema sintetizzando nuovi polimeri e ricoprendoli con lo zwitterione o anfoione, uno ione ibrido. Gli zwitterioni sono molecole neutre che possiedono sia una carica positiva che una negativa, in grado di interagire con gli elettrodi metallici.

I fullereni, spesso utilizzati nello strato fotoattivo delle celle solari, sono stati sostituiti con gli zwitterioni. In questo modo è stato possibile favorire il flusso di elettroni attraverso materiali differenti. Questi speciali polimeri, infatti, cambiano le proprietà dei metalli con cui vengono in contatto, migliorandone l’efficienza.

Come spiega Russell:

Si tratta 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.

19 settembre 2014
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