Celle solari ultra sottili e flessibili, la nuova era del fv organico

Lo sviluppo apre la strada ad una nuova classe di fotovoltaico estensibile e pieghevole per dispositivi indossabili e smartwatch

celle solari ultra sottili
Credit: Monash University

Le nuove celle solari ultra sottili misurano appena 3 micrometri di spessore

(Rinnovabili.it) – Il fotovoltaico organico potrebbe non essere la soluzione più adatta per le centrali elettriche su scala utility ma lo è sicuramente per l’elettronica indossabile. A dimostrarlo è una nuova ricerca internazionale da cui sono nate celle solari ultra sottili e ultra flessibili dalle ottime prestazioni.

Lo studio, pubblicato in questi giorni su Joule (testo in inglese), ha coinvolto scienziati della Monash University (Australia), dell’Università di Tokyo e di RIKEN (Giappone). Il team ha progettato un materiale, spesso appena 3 micrometri e basato su una miscela di molecole, in grado di raggiungere il 13% d’efficienza. E di mantenerla anche dopo esser stato tirato o piegato.

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Le celle solari organiche flessibili ad elevate prestazioni sono considerate una promettente fonte di energia per i dispositivi elettronici indossabili. Tuttavia, raggiungere contemporaneamente alte efficienze e una solida stabilità meccanica non è un’impresa da poco. Le microstrutture interne al dispositivo rendono, infatti, fragile lo strato attivo. 

Per aggirare il problema, il team ha progettato nuove celle solari ultra flessibili utilizzando un accettore misto fullerene / non fullerene. Questo elemento modifica l’imballaggio molecolare all’interno delle unità senza, tuttavia, influire negativamente sulla mobilità elettronica. Al contrario, il nuovo accettare risulta più favorevole per il trasporto di carica attraverso lo strato attivo. “L’ottimizzazione della presentazione delle molecole nella direzione più favorevole può migliorare il trasporto di elettroni nei semiconduttori organici”, ha affermato Wenchao Huang, primo autore dell’articolo. 

Il gruppo ha realizzato così celle solari ultra sottili spesse appena 3 micrometri, un’efficienza del 13% (valore certificato del 12,3%) mantenuta al 97% dopo 1.000 cicli di flessione. Si tratta del risultato più elevato mai raggiunto per questa classe fotovoltaica. Nella fase successiva della ricerca, il team intende intende ampliare l’unità e combinarla con altri componenti in un dispositivo per applicazioni commerciali in dispositivi avanzati.

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