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.