L'Ateneo in prima linea nella ricerca sul fotovoltaico del futuro

Dai laboratori dell’Unibas un importante contributo allo sviluppo delle nuove tecnologie fotovoltaiche organiche. E’ infatti stato appena pubblicato sulla rivista Advanced Functional Materials, una delle più prestigiose nel campo dei materiali, il lavoro dal titolo "Thioethyl-porphyrazine/Nanocarbon Hybrids for Photoinduced Electron Transfer” (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201705418), frutto della ricerca di alcuni chimici del Dipartimento di Scienze dell’Unibas coordinati dalla Dott.ssa Sandra Belviso in collaborazione con l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova.
In questo lavoro è riportata, per la prima volta, la preparazione di nuovi materiali fotovoltaici ibridi a base di macrocicli tioalchilporfirazinici e nanostrutture di carbonio (come i nanotubi ed il grafene) ed il loro impiego nella costruzione di dispositivi che sono risultati particolarmente efficienti nel generare corrente quando irradiati con luce solare. L’aspetto ancora più innovativo è che, grazie alla collaborazione con i ricercatori dei Graphene Labs dell’IIT, è stato realizzato per la prima volta un dispositivo fotovoltaico impiegando nanoibridi costituiti da una molecola tetrapirrolica ed il grafene, definito “materiale delle meraviglie” per le sue molteplici applicazioni in quasi tutti i campi della scienza e che risulta particolarmente promettente nel campo del fotovoltaico per le sue proprietà di flessibilità, conducibilità e trasparenza. E’ questo il primo passo verso l’impiego di questi nuovi materiali nanoibridi per la costruzione di celle solari di tipo organico.
Questi risultati costituiscono un ulteriore avanzamento delle conoscenze nel campo del fotovoltaico organico ed ibrido, oggigiorno la nuova frontiera dell’energia fotovoltaica. Grazie a questa tecnologia si possono, infatti, realizzare pannelli solari trasparenti, colorati, leggeri e flessibili. Mentre i pannelli solari attualmente sul mercato, costituiti da celle inorganiche a base di silicio, hanno ancora costi di produzione e smaltimento elevati e scarsa versatilità, essendo rigidi e non trasparenti, i materiali fotovoltaici organici costituiscono un’alternativa molto più economica e con il grosso vantaggio di poter essere depositati sotto forma di vernici od inchiostri su vaste superfici e su un’ampia varietà di substrati. Questo apre la strada ad applicazioni di ogni tipo come, ad esempio, la realizzazione di finestre fotovoltaiche oppure di pellicole fotovoltaiche in grado di ricoprire interamente edifici, ovvero l’impiego in piccoli dispositivi elettronici portatili. I processi di fabbricazione di queste celle, adottando metodologie tipiche dell’industria della stampa, permettono, infatti, di semplificare il processo produttivo e ridurre i costi del prodotto finale. Il limite attuale è costituito dall’efficienza di conversione dell’energia solare, ancora inferiore ai pannelli tradizionali. Il grande sforzo che la ricerca mondiale sta riversando in questo settore sta però consentendo un continuo miglioramento delle performances di questi dispositivi e ci si aspetta che nel giro di pochi anni si arrivi alla loro commercializzazione su vasta scala. La recente scoperta all’Unibas fornisce un ulteriore contributo a questo grande sforzo scientifico e tecnologico in cui sono impegnati laboratori di tutto il mondo.

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