L’ultima “grande” scoperta nel fotovoltaico
Padroneggiare le proprietà degli eccitoni offre la possibilità di guidare l’energia su scala di grandezza nanometrica. Nello specifico, gli eccitoni non hanno carica netta e possono essere suddivisi o combinati. I ricercatori hanno cercato di utilizzare questa flessibilità per generare elementi portanti multipli per celle solari a punti quantici (quantum dot-sensitised solar cell, QDSSC), le quali vantano un’efficienza superiore rispetto a quella delle celle solari convenzionali in silicio. Queste tecnologie, che rappresentano una variante delle celle solari sensibilizzate con coloranti, vengono assimilate alla categoria delle celle solari eccitoniche. Il progetto F-LIGHT (Förster resonant energy transfer for high efficiency quantum dot solar cells), finanziato dall’UE, è stato dedicato alla dimostrazione che dei raccoglitori di luce adeguatamente dimensionati possono aumentare la loro efficienza di conversione dell’energia regolando la dinamica degli eccitoni. Il team F-LIGHT aggiunto coppie donatore-accettore composte da molecole di colorante disponibili sul mercato e punti quantici colloidali e non colloidali. Lo scopo era quello di sfruttare il processo di trasferimento dell’energia di risonanza di Förster. Il componente donatore può assorbire fotoni ad alta energia e trasferire l’energia in modo efficiente all’assorbitore primario (accettore). I ricercatori hanno sintetizzato nuovi nanomateriali compositi che aumentano la carica raccolta e inibiscono la ricombinazione di carica nel fotoanodo a base di ossido, relativo alle celle solari eccitoniche. Inoltre, hanno sviluppato punti quantici compositi e analizzato più da vicino le proprietà ottiche prima e dopo l’innesto con l’ossido. La ricerca F-LIGHT in quanto alla lavorazione di ossidi nanostrutturati e punti quantici ha offerto preziose intuizioni circa i fenomeni fisici che si verificano nelle celle solari QDSSC. I risultati del progetto gettano le basi per la realizzazione pratica di celle QDSSC di terza generazione, promettendo di superare la bassa efficienza di conversione dell’energia inerente alle celle solari eccitoniche.
Parole chiave
Fotovoltaico, raccolta di eccitoni, conversione dell’energia, celle solari a punti quantici, F-LIGHT