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Fotovoltaico: dalla Corea celle solari elastiche ad alte prestazioni
Con il mercato dei dispositivi elettrici indossabili in rapida crescita, le celle solari elastiche che possono funzionare sotto sforzo sono oggetto di notevole attenzione come fonte di energia. Per costruire queste celle solari, è necessario che il loro strato fotoattivo, che converte la luce in elettricità, mostri elevate prestazioni elettriche e allo stesso tempo possegga un’elasticità meccanica. Tuttavia, soddisfare entrambi i requisiti è una grande impresa, che rende difficile lo sviluppo di celle solari elastiche.
Lo scorso 26 dicembre, in Corea del Sud un gruppo di ricerca del KAIST del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare (CBE), guidato dal professor Bumjoon Kim, ha annunciato lo sviluppo di un nuovo materiale polimerico conduttivo che ha raggiunto elevate prestazioni elettriche ed elastiche, presentando al contempo la cella solare organica elastica più performante al mondo.
Le celle solari organiche sono dispositivi il cui strato fotoattivo, responsabile della conversione della luce in elettricità, è composto da materiali organici. Rispetto alle attuali celle solari basate su materiali non organici, sono più leggere e flessibili, il che le rende altamente applicabili per i dispositivi elettrici indossabili. Le celle solari come fonte di energia sono particolarmente importanti per la costruzione di dispositivi elettrici, ma le celle solari ad alta efficienza spesso mancano di flessibilità e la loro applicazione nei dispositivi indossabili è stata quindi finora limitata.
Il team guidato dal professor Kim ha coniugato un polimero altamente elastico con un polimero elettricamente conduttivo dalle eccellenti proprietà elettriche attraverso un legame chimico, sviluppando un nuovo polimero conduttivo dotato sia di conduttività elettrica che di estensibilità meccanica. Questo polimero soddisfa il più alto livello di efficienza di conversione fotovoltaica riportato (19%) utilizzando celle solari organiche, mostrando al contempo un’estensibilità 10 volte superiore a quella dei dispositivi esistenti. Il team ha così realizzato la cella solare elastica più performante al mondo, che può essere allungata fino al 40% durante il funzionamento, e ne ha dimostrato l’applicabilità ai dispositivi indossabili.
Il professor Kim ha dichiarato: “Grazie a questa ricerca, non solo abbiamo sviluppato la cella solare organica elastica con le migliori prestazioni al mondo, ma è anche significativo che abbiamo sviluppato un nuovo polimero che può essere applicato come materiale di base per vari dispositivi elettronici che devono essere malleabili e/o elastici”.
Questa ricerca, condotta dai ricercatori del KAIST Jin-Woo Lee e Heung-Goo Lee come primi coautori in collaborazione con i team guidati dal professor Taek-Soo Kim del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e dal professor Sheng Li del Dipartimento di CBE, è stata pubblicata su Joule il 1° dicembre. (Paper Title: Rigid and Soft Block-Copolymerized Conjugated Polymers Enable High-Performance Intrinsically-Stretchable Organic Solar Cells).
Fonte articolo: KAIST NEWS CENTER
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