Grumi di semiconduttori, più efficienza per le celle solari organiche.

  • Un team di ricerca internazionale ha scoperto che l’aggregazione a temperatura controllata di una famiglia di nuovi polimeri costituisce la chiave per la creazione di celle solari organiche più efficienti

Grumi di semiconduttori, più efficienza per le celle solari organicheLa nuova svolta per le celle solari organiche potrebbe risiedere in un pattern inusuale.  I ricercatori della North Carolina State University in collaborazione con i colleghi della Hong Kong University of Science and Technology hanno scoperto che l’aggregazione a temperatura controllata di una famiglia di nuovi polimeri semiconduttori costituisce la chiave per la creazione di celle solari organiche più efficienti, che possono essere prodotte in massa a prezzi più economici di quelli attuali. A rendere il tutto possibile sarebbe un’innovativa struttura a grumi sullo strato attivo della cella, ottenuta da una miscela di composti semiconduttori.

Nel dettaglio gli scienziati hanno mixato un polimero donatore di elettroni ad un fullerene accettore. Le unità prototipali sono state realizzate aggiungendo un solvente a polimero e fullerene al fine di ottenere una miscela liquida da diffondere sulla superficie di un substrato. Una volta fatto evaporare il solvente evapora, il liquido si è solidificato in uno strato sottile, lasciando il polimero in piccoli grumi collegati fra loro e immersi in una trama costituita dai fullereni.

 

In un articolo pubblicato in questi giorni sulla rivista scientifica Nature Communications, gli autori dello studio dimostrano alcuni elementi importanti; innanzitutto che il tipo di aggregazione e la forma finale sono fortemente dipendenti dalla temperatura impiegata durante il processo di produzione. Inoltre hanno potuto dimostrare che con il loro approccio è possibile raggiungere rendimenti fino al 10,8 per cento. “Una volta scoperto come la temperatura influenzasse l’aggregazione e morfologia in queste celle solari, abbiamo avuto più libertà di sperimentare diverse composizioni chimiche per il livello attivo”, spiegano gli scienziati. Il team ha dimostrato un’efficienza del 10% con una decina di miscele differenti e film spessi. Caratteristiche che renderebbero le celle organiche compatibili con i metodi esistenti di produzione di massa, come la stampa roll-to-roll di elaborazione.

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