Energia solare innovativa: cosa sono le celle solari polimeriche?
Le celle solari polimeriche hanno raggiunto un nuovo record di efficienza del 19,31% grazie ai ricercatori della Hong Kong Polytechnic University (PolyU) che hanno utilizzato l’1,3,5-triclorobenzene come regolatore della cristallizzazione. Questo risultato rivoluzionario nella conversione del fotovoltaico polimerico apre nuove opportunità per l’elettronica portatile e l’integrazione fotovoltaica negli edifici. Andiamo a scoprire di cosa si tratta.
Celle solari polimeriche: cosa sono?
Nonostante i progressi nella ricerca, il fotovoltaico polimerico ha sempre avuto efficienze relativamente basse, principalmente a causa della ricombinazione dei portatori di carica.
Per affrontare questo problema, di solito viene utilizzata una superficie di separazione chiamata eterogiunzione a dispersione di massa (bulk heterojunction – BHJ), che consiste in una miscela di un materiale donatore e uno accettore per prevenire la ricombinazione tra elettroni e lacune. L’efficienza e la qualità dello strato attivo dipendono dalla distribuzione e dall’impilamento molecolare di questa miscela.
Il lavoro svolto dalla Polytechnic University si concentra su una strategia innovativa per manipolare lo stato intermedio delle celle solari organiche avanzate utilizzando il 1,3,5-triclorobenzene come regolatore di cristallizzazione. Questo composto ottimizza il processo di cristallizzazione del film e regola l’auto-organizzazione della miscela donatore-accettore.
I vantaggi del fotovoltaico polimerico
A differenza dell’approccio tradizionale che utilizza additivi solventi, che possono causare un’eccessiva aggregazione molecolare, questa nuova tecnica promuove la formazione di un impilamento molecolare più ordinato e un’aggregazione molecolare favorevole. Ciò riduce la perdita di ricombinazione e aumenta notevolmente l’efficienza di conversione delle celle solari polimeriche.
Il professor Li Gang, che ha guidato la ricerca, afferma che lo studio più recente ha dimostrato una perdita di ricombinazione non radiativa minima di 0,168 eV in una cella solare organica binaria con un’efficienza di conversione superiore al 19%. Questo risultato promettente rappresenta il culmine di due decenni di ricerca e contribuirà ad accelerare ulteriormente le applicazioni dell’energia solare.
