L’energia solare con il fotovoltaico è una delle principali fonti di energia rinnovabile in Italia. Tuttavia, gli alti costi e la complessità del processo di produzione degli attuali sistemi fotovoltaici la rendono poco accessibile a famiglie e imprese.
Per superare queste limitazioni, i ricercatori della Sapienza, in collaborazione con l’Istituto di Cristallografia del CNR e BEAM Engineering for Advanced Measurements Co. (USA), hanno studiato una tecnologia interamente basata sulle proprietà chimico-fisiche di nanomateriali avanzati, mettendo le basi per una promettente linea di ricerca che può portare verso una nuova generazione di dispositivi fotovoltaici più efficienti, sostenibili e facilmente integrabili in diverse applicazioni.
La nuova tecnologia consente la realizzazione di efficienti ed ecosostenibili celle solari meno costose, alternative a quelle tradizionali in materiali di silicio, adatte a sostenere l’alimentazione di ospedali da campo, laboratori mobili e il soddisfacimento del fabbisogno energetico della popolazione.
Nella figura, la cella fotovoltaica realizzata come esperimento di controllo: (a) lo schema del meccanismo DSSC; (b) spettroscopia di riflettanza diffusa dell’anodo che incorpora il colorante organico RhB. Nell’inserto, una foto rappresentativa dell’anodo l’anodo TiO2 drogato con un agente fotosensibilizzante organico (colorante RhB), che conferisce una tonalità rosa alla cella fotovoltaica finale. © Small
Eccellente assorbimento della luce
«Tale sistema fotovoltaico sfrutta eterostrutture ibride a base di nanoparticelle d’oro e d’argento come agenti fotosensibilizzanti. La loro peculiare geometria e la combinazione dei metalli favoriscono un eccellente assorbimento della luce solare nel visibile e nel vicino infrarosso» spiega Luciano De Sio della Sapienza, coordinatore dello studio.
I nuovi dispositivi presentano un’ottima stabilità fotoelettrica preservata grazie al trascurabile aumento di temperatura che non inficia le prestazioni del sistema.
Connettendo in serie più celle solari è possibile incrementarne le prestazioni, tanto da poter sostituire una comune batteria e alimentare un dispositivo elettronico, come un cronometro da laboratorio, permettendone il corretto funzionamento.
La ricerca è stata illustrata sulla rivista Small nell’articolo “Photovoltaic Cells Using Broadband Plasmon-Sensitized Nanostructures” a cura di F. Zaccagnini, S. Valdivieso, I. Bavasso, M. P. Bracciale, N. Tabiryan, F. Petronella, L. De Sio.
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