Un nuovo colorante porta l’efficienza delle celle solari di Gratzel al 13,5%

Un gruppo di scienziati ha sviluppato un colorante organico che consente un’elevata efficienza di conversione dell’energia pur essendo semplice ed economico da realizzare. E permette al fotovoltaico di lavorare bene anche con scarsa illuminazione

celle solari di Gratzel
Credits: © Jean-David Décoppet e Alejandra Hauser – Link

Le splendenti promesse dell’MS5 per le celle solari di Gratzel

(Rinnovabili.it) – Nuovi progressi per il fotovoltaico organico. Nei laboratori del Politecnico di Losanna (EPFL), un gruppo di ricercatori ha sintetizzato un colorante in grado migliorare la resa delle celle solari di Gratzel. Il risultato? Un’efficienza del 13,5% (0,5 punti rispetto al record certificato) unitamente ad una produzione semplice e alla capacità di lavorare bene anche con poca luce.

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Conosciuta anche come DSSC (dye-sensitized solar cell, letteralmente “cella solare sensibilizzata con colorante”), la cella di Gratzel, nasce in Svizzera nei primi anni ’90 dal lavoro degli scienziati Brian O’Regan e Michael Grätzel, entrambi dell’EPFL. Oggi, trent’anni dopo il primo studio pubblicato, questa tecnologia si è ritagliata una preziosa nicchia del mercato fotovoltaico. Merito della semplicità ed economia di produzione, così come della flessibilità e della versatilità d’utilizzo.

Non meraviglia sapere che i nuovi progressi in questo campo portino nuovamente la firma del politecnico elvetico. I ricercatori Dan Zhang e Marko Stojanovic, della School of Basic Sciences dell’EPFL, hanno sviluppato un nuovo colorante per le celle solari di Gratzel, chiamato MS5. Nei dispositivi fotovoltaici, questo sensibilizzatore può essere utilizzato singolarmente e produrre una tensione a circuito aperto – tensione massima che una cella può raggiungere in piena luce solare – di 1,24 Volt. Oppure, essere impiegato insieme al colorante organico commerciale XY1b, raggiungendo un’efficienza di conversione dell’energia del 13,5%. Entrambi i dati sono tra i più alti mai registrati nel campo delle DSSC, scrive Nikolaos Papageorgiou sul sito dell’Ateneo.

“Il nostro lavoro costituisce un importante passo avanti nello studio delle DSSC e in particolare nella progettazione dei coloranti”, afferma Michael Grätzel“Dimostra che è possibile ottenere prestazioni elevate con un colorante relativamente semplice e un’attenta ingegneria molecolare della sua struttura”.

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Testato in condizioni reali, il MS5 ha mostrato ottime prestazioni sia in condizioni nuvolose che indoor. Inoltre spiega il team, è facile da sintetizzare utilizzando una procedura in un’unica fase che i ricercatori descrivono nell’articolo pubblicato su Nature Communications.

“I nostri risultati non solo fanno avanzare il campo delle celle fotovoltaiche a pigmenti fotosensibili – aggiunge conclude Stojanovic – ma rivelano anche la principale esperienza dell’EPFL in questo settore”.

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