Fotovoltaico organico: si consolida l’incontro con il ”metallo”
Mi è capitato spesso di parlare di quella che viene definita “La terza generazione del fotovoltaico”, cioè la più recente in termini di ricerca e sviluppo, come il fotovoltaico orgaanico (vedi post “Fotovoltaico di terza generazione: il colorante organico raggiunge l’efficienza del silicio“).
Una famiglia di tecnologie, quella del fotovoltaico organico che si riconduce all’utilizzo di fibre o elementi vegetali per la cattura e le conversione della luce solare, che la rende davvero pienamente sostenibile, oltre che capace di ridurre notevolmente i costi di produzione delle celle fotovoltaiche. La corsa della ricerca in questa famiglia tecnologica è oggi orientata all’incremento dell’efficienza e della durata delle celle, per rendere ancora più solida la corsa alla competitività del fotovoltaico. Proprio nel fotovoltaico organico, un ulteriore passo avanti per la riduzione dei costi dell’energia solare arriva da un progetto avviato dai Sandia National Laboratories, in collaborazione con i ricercatori della University of Colorado-Boulder. Partendo dalla tecnologia di base che emula più da vicino la fotosintesi clorofilliana, come la DSSC (Dye Sensitized Solar Cells), il team di scienziati sta lavorando a un nuovo materiale capace di superare i limiti di efficienza delle celle solari sensibilizzate con colorante.
Si tratta di una tecnologia, nata nel 1980, è molto promettente perché i bassissimi costi, la trasparenza, la resistenza e la possibilità di assorbimento di una grande quantità di luce solare, grazie alla colorazione sensibilizzata che attrae i fotoni, proprio come avviene in una pianta durante il processo di fotosintesi clorofilliana. Ma in questa nuova linea di ricerca, il valore aggiunto dello sviluppo di questa sperimentazione è ispirato ad un famoso gioco di costruzioni per bambini, il Tinkertoy, ideato nel lontano 1914. In sostanza, le celle solari sensibilizzate con colorante sono state unite a una struttura in metallo organico denominata MOF, in maniera che i coloranti delle celle solari riescano ad assorbire una quantità maggiore di luce, con un notevole aumento dell’efficienza notevole. Uno degli autori della ricerca, il professor Mark Allendorf, spiega che l’idea è stata quella di “inserire un sottile strato di MOF in cima al biossido di titanio, in modo da poter disporre il colorante esattamente nel modo in cui vogliamo. Questo eviterebbe il problema della perdita di efficienza della tintura, in quanto il colorante rimarrebbe bloccato nella struttura cristallina del metallo organico”. Il progetto dei Sandia National Laboratories è stato sostenuto da un finanziamento di 1,2 milioni di dollari dal Dipartimento dell’Energia statunitense, nell’ambito della SunShot Initiative del Dapartment of Energy USA, uno specifico fondo istituito dal Governo americano per incentivare la ricerca e sviluppo di nuove tecnologie fotovoltaiche, con l’obiettivo governativo degli USA di ridurre i costi dell’energia elettrica prodotta dal solare a 6 centesimi a kilowattora.
Sauro Secci
