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Il meglio di entrambi i mondi per la conversione dell'energia solare

L'accettazione diffusa della tecnologia delle celle solari è impedita da problemi relativi ai costi, alla stabilità e all'efficienza della conversione energetica. Gli scienziati stanno combinando i benefici di due tecnologie di terza generazione per superare questi ostacoli.
Il meglio di entrambi i mondi per la conversione dell'energia solare
I fotovoltaici organici (OPV) e le celle solari sensibilizzate con colorante (DSSC) promettono tecnologie a pellicola sottile che si oppongono alle originali tecnologie basate sul silicio cristallino. Gli OPV utilizzano semiconduttori organici come la conversione della luce mentre le DSSC funzionano in modo molto simile alla fotosintesi. I vantaggi degli OPV sono rappresentati dalla riduzione significativa dei costi associati. Tuttavia, la stabilità a lungo termine e l'efficienza della conversione di energia non sono paragonabili al convenzionale silicio e seleniuro di rame, indio e gallio (CIGS). L'efficienza delle DSSC è maggiore ma persistono problemi legati all'instabilità dei materiali dell'elettrolito.

Gli scienziati hanno avviato il progetto MOLESOL ("All-carbon platforms for highly efficient molecular wire-coupled dye-sensitized solar cells"), finanziato dall'UE, per sviluppare un nuovo dispositivo ibrido con efficienza di conversione migliorata.

Durante il primo periodo di riferimento, gli scienziati hanno sviluppato una DSSC ottimizzata con un catodo di grafene. In particolare, le nanoplacchette di grafene (GNP) sotto forma di pellicole sottili trasparenti su ossido di stagno con aggiunta di fluoro (FTO) hanno sostituito il convenzionale platino (Pt). Gli scienziati hanno inoltre studiato le alternative al Pt-FTO in termini di attività elettrocatalitica e trovato dei promettenti composti a base di cobalto (Co). Nelle DSSC mediate da Co, le GNP hanno mostrato un'attività catalitica molto alta. Queste DSSC hanno inoltre raggiunto un'efficienza elevata di conversione energetica, sia per le GNP che per i catodi a base di Pt, anche se i catodi delle GNP erano generalmente superiori.

MOLESOL si aspetta di combinare gli attributi migliori delle importanti tecnologie fotovoltaiche di terza generazione, gli OPV e le DSSC. Questi sistemi a pellicola sottile faciliteranno la produzione a catena, per offrire un aumento significativo dell'efficienza di conversione energetica oltre alla diminuzione dei costi e a una migliore stabilità. L'ampia accettazione delle tecnologie solari da parte del mercato avrà un impatto positivo sull'ambiente e aumenterà la competitività delle piccole e medie imprese che lavorano in questo campo.

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