Litio e grafene: sinergia perfetta per incrementare l’efficienza delle celle solari

Uno dei materiali destinati a rivoluzionare il nostro futuro, per le sue varie e versatili applicazioni anche relativamente ai nuovi traguardi di efficienza delle future celle fotovoltaiche, è senza dubbio il grafene, un materiale derivato dalla grafite.

Per massimizzare ed incrementare ulteriormente i vantaggi però, ancora una volta il concetto di sinergia, risulta di nuovo vincente, ed in questo caso, ad affiancare il nuovo rivoluzionario grafene, arriva un “giovane metallo”, come il litio, oramai materiale di riferimento nelle nuove batterie, riuscendo insieme a coniugare la meglio due caratteristiche fondamentali, come conduttività e trasparenza, difficilissime da conciliare.

Miniera di litio di Uyuni in Bolivia, paese poverissimo ma ricchissimo di risorse che detiene circa il 50% delle riserve mondiali del minerale,

A verificare i grandi risultati di questo incontro tra grafene e litio, apre nuove intessantissime prospettive verso celle solari flessibili e trasparenti, sono stati gli scienziati della University of Maryland Energy Research Center e della Monash University, in Australia, che sono riusciti ha realizzare un foglio di grafite trasparente e altamente conduttivo utilizzando del litio. Il tema di ricerca ha concepito un prototipo dalle caratteristiche ideali per l’applicazione in celle solari trasparenti, in display flessibili a energia fotovoltaica ed anche in dispositivi touchscreen, sempre più utilizzati nel mondo della nuova microelettronica individuale.

Come spiega uno dei membri del gruppo di ricerca, Jiayu Wan, “i materiali naturali sono progettati in modo che ci siaquasi sempre un compromesso tra trasparenza e conducibilità. Per esempio, i metalli sono molto conduttivi ma non trasparenti, mentre la plastica può essere trasparente, ma non sono conduce bene l’elettricità”. Come dicevo quindi, una caratteristica che può costituire un problema, dal momento sono sempre di più i prodotti tecnologici che si basano su un unico materiale, capace quindi di garantire contemporaneamente adeguata conducibilità ed elevata trasparenza.

Il team di ricerca australiano è riuscito ad incrementare contemporaneamente sia la conducibilità che la trasmittanza dei leggerissimi fogli di grafite inserendo del litio tra gli strati di grafene. In particolare, come chiariscono i ricercatori, “il litio fornisce elettroni al grafene, migliorando la sua conducibilità. Sorprendentemente, inoltre, a differenza di molti altri materiali, gli elettroni supplementari rendono la grafite più trasparente, a causa di un particolare effetto quantistico-meccanico”. Il foglio di grafite ultrasottile ottenuto, ha la capacità di trasmettere il 91,7% della luce visibile con una resistività superficiale di appena 3 Ohm/sq. Si tratta delle più alte prestazioni mai ottenute finora nell’ambito delle tecnologie a film sottile. Sicuramente un altro step molto importante, per disegnare un nuovo fotovoltaico sempre più performante, oramai con una integrabilità sempre più spinta in qualunque contesto.

Sauro Secci